Các nhà khí tượng học đo độ che phủ của mây bằng oktas, đơn vị đo lường chia bầu trời thành phần tám. Các bài đọc chạy từ 0 oktas, bầu trời quang đãng, lên đến 8 oktas, bầu trời hoàn toàn u ám. Các máy ảnh bầu trời đặc biệt, chụp ảnh bầu trời lên các quả cầu kim loại được đánh bóng, thực hiện các phép đo.
Ngoài việc đo phần trăm mây che phủ, các nhà khí tượng học sử dụng máy ảnh toàn bầu trời để xác định chính xác các mặt trước của giông bão, phát hiện các tia sét và nhìn thấy các đám mây có liên quan đến hoạt động của lốc xoáy. Nhà khí tượng học cũng có thể cho biết liệu đám mây bao phủ có tạo ra tuyết hay không hoặc sự thay đổi đột ngột về loại mây cho thấy sự thay đổi theo mùa.
Các nhà khí tượng học cũng sử dụng ceilometers để đo chiều cao và độ dày của lớp mây che phủ. Họ bắn các xung laser lên đám mây và phân tích lượng ánh sáng phản xạ trở lại, được gọi là tán xạ ngược. Những chùm sáng này truyền lên trên với tốc độ ánh sáng và đo độ cao của đáy và đỉnh đám mây. Đôi khi mây che phủ bao gồm nhiều lớp mây.
Thông tin thu thập được từ camera chụp ảnh bầu trời và máy đo độ cao cho phép các nhà khí tượng học dự báo thời tiết chính xác hơn. Ví dụ, nếu các ceilometers đón các đám mây vũ tích, thường có hình dạng giống như những cái rãnh, thì khả năng xảy ra giông bão kèm theo mưa đá và gió mạnh. Những đám mây hình vòng cung, tạo ra một lớp mây mỏng và không khí, báo trước thời tiết tốt. Nếu những đám mây đó dày lên và tối dần thì đó là dấu hiệu của mưa hoặc tuyết.
