Głównymi ogniwami w łańcuchu ostrzegania przed groźnymi zjawiskami meteorologicznymi IMGW to systemy POLRAD, czyli radary meteorologiczne oraz PERUN, system czujników analizujących wyładowania atmosferyczne. Nad sprawnością systemów działa Zakład Teledetekcji Satelitarnej będący częścią Centrum Meteorologicznej Osłony Kraju.
POLRAD składa się z ośmiu stacji, w których znajdują się radary dopplerowskie - mierzące prędkość i kierunek wiatru. Trzy stacje dodatkowo dokonują pomiarów w trybie podwójnej polaryzacji, umożliwiając rozróżnienie typu opadu. Dane trafiają do centrali, gdzie tworzone są mapy radarowe. Blisko 30 map dla każdej stacji. Dane pobierane są w cyklach 10 minutowych, mierząc opad do 250 km od radaru, a wiatr do 125 km. IMGW-PIB dzięki współpracy w krajami sąsiadującymi z Polską korzysta również z ich informacji radarowych, co pomaga w uzyskaniu pełnego obrazu Polski.
Szeroka współpraca międzynarodowa umożliwia również korzystanie z danych radarowych z krajów sąsiednich, znacznie poszerzając zakres możliwej obserwacji zjawisk meteorologicznych. System detekcji i lokalizacji wyładowań atmosferycznych PERUN składa się z 12 czujników rozmieszczonych na terenie Polski. Źródłem informacji dla systemu PERUN są błyskawice. 12 czujników rejestruje sygnały przepływu prądu przez atmosferę. Dokładnością do 250m, a efektywność wykrywania wyładowań dla systemu PERUN wynosi 95%.
Dane o wyładowaniach stanowią doskonałe uzupełnienie danych radarowych stanowiąc ważne źródło informacji o najgroźniejszych zjawiskach meteorologicznych, ponieważ najczęściej występują jednocześnie ze zjawiskami gradu, gwałtownych opadów lub gwałtownego wiatru.
Na podstawie danych o wyładowaniach tworzone są produkty-mapy przedstawiające ich lokalizację, rodzaj, moc i czas wystąpienia. System umożliwia też generowanie map pola gęstości wyładowań oraz map śledzenia komórek burzowych z określeniem ich kierunku i prędkości przemieszczania się.
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy jako jedyna cywilna instytucja posiada naziemną stację do odbioru i przetwarzania danych z satelitów meteorologicznych i środowiskowych. W zależności od rodzaju satelity i typu czujnika możliwe jest pozyskiwanie informacji i zdjęć z całego globu, w tym szczegółowe na zawężonym określonym obszarze. Są one niezwykle istotnym uzupełnieniem danych z naziemnych stacji pomiarowych, a dla obszarów takich jak morza i ocena czy pustynie stanowią one jedyne źródło informacji o stanie atmosfery i powierzchni ziemi. Nad sprawnością systemu teledetekcji satelitarnej czuwają doświadczeni specjaliści oraz wyszkoleni operatorzy satelitarnych systemów odbioru i przetwarzania danych, pracujący w trybie operacyjnym 24 godziny na dobę, przez 365 dni w roku.
To cenne i ważne dane w systemie obserwacyjno-pomiarowym, szczególnie w czasach następujących zmian w klimacie naszej planety. Informacje te umożliwiają między innymi detekcję i monitorowanie zmian zachmurzenia, występowanie komórek burzowych, monitorowanie temperatury powierzchni morza, wilgotności gleby, pola wiatru na morzu czy składu chemicznego atmosfery. Zaawansowana metodyka analizy danych pomaga w pracach badawczych i opracowywaniu ponad 100 produktów opartych na informacji satelitarnej. Są one dostarczane do biur prognoz IMGW-PIB, wojska oraz służb podległych Ministerstwu Spraw Wewnętrznych i Administracji i służą w sprawnym zarządzaniu bezpieczeństwem kraju, nadzorowaniu w sytuacjach kryzysowych, osłonie lotnictwa, rolnictwa, żegludze oraz przedsiębiorstwom i mieszkańcom Polski w serwisach meteo IMGW-PIB.