Det første skridt i forudsigelsen af sandsynligheden for tornadoer består i at identificere regioner, hvor der er gunstige betingelser for udvikling af kraftige tordenvejr. De væsentlige ingredienser for forekomsten af sådanne storme er kølig, tør luft på mellemste niveau i troposfæren overlejret over et lag af fugtig, betinget ustabil luft nær overfladen.
Vilkår, der almindeligvis fører til udvikling af tordenvejr, opstår langs den varme side af den grænselinje eller front, der adskiller kold, tør luft fra varm, fugtig luft. Graden af ustabilitet i atmosfæren er tilnærmet af kontrasterne i temperatur og fugtighed på tværs af den frontgrænse, der adskiller de to luftmasser. For at en storm kan skabe tornadoer, skal der være andre faktorer til stede. Den vigtigste af disse er en drejende vindprofil (dvs. en gradvis forskydning af vinden, med uret på den nordlige halvkugle og mod uret på den sydlige halvkugle, med stigende højde) på lavt og mellemliggende niveau sammen med kraftige vinde på højt niveau. Begge disse vindvirkninger er nødvendige for at skabe den nødvendige drejning i luften, som i sidste ende kan kulminere i en tornado. En drejende vindprofil kan skabes af de samme stærke temperaturkontraster, der driver tordenvejret, og vindene i høj højde kan skabes af jetstrømmen, det tynde bånd af luft med høj hastighed, der findes i den øvre halvdel af troposfæren.
For at en tornado kan dannes, skal det diffuse spin koncentreres til et lille område, da en storm under udvikling gennemgår flere forskellige udviklingsstadier. Den første fremkomst af rotation i en storm er forårsaget af samspillet mellem en stærk, vedvarende opstrømning og de vinde, der blæser gennem og omkring stormen. Rotationen intensiveres, efterhånden som vindens hastighed øges, og efterhånden som dens retning drejer fra sydøst til syd og derefter rundt til vest (på den nordlige halvkugle) med stigende højde gennem den nederste halvdel af troposfæren.
Forudsigere i USA har lært at overvåge vindprofilen nøje i områder med ustabilitet og at vurdere, hvordan temperaturer og vinde vil udvikle sig i løbet af en dag, samtidig med at de følger jetstrømmens bevægelse og intensitet. Ved hjælp af moderne observationssystemer, som f.eks. vertikalt rettede radarer (kaldet vindprofiler) og billeddannende systemer på satellitter, der kan måle vanddampstrømmen gennem Jordens atmosfære, kan prognosemændene normalt identificere, hvor der vil være gunstige forhold for tornadodannelse en til syv timer i forvejen. Disse oplysninger sendes til offentligheden som et tornadovarsel. En tornadovarsel udstedes, når en tornado er blevet observeret enten visuelt eller på en vejrradar.
Når der begynder at dannes kraftige tordenvejr, overvåger de lokale kontorer af National Weather Service deres udvikling ved hjælp af billeder fra satellitsensorer og, vigtigst af alt, fra radarer. Disse giver prognosemændene mulighed for at følge udviklingen af stormene og vurdere deres intensitet. Tidligere gav vejrovervågningsradarer kun oplysninger om intensiteten af nedbør i stormene. Vejrprognosemagere måtte derefter udlede, hvornår rotationen i stormens opadgående strømme begyndte på grundlag af indicier, f.eks. når nedbørsmængden begyndte at bøje sig rundt om den opadgående strøm for at frembringe et “krogekko”, et krogeformet område med nedbør, der flyder ud af hovedstormen og snor sig rundt om den opadgående strøm. Sådanne slutninger var meget subjektive og tilbøjelige til at give falske alarmer eller advarsler med meget kort varsel. I dag giver moderne vejrovervågningsradarer ikke kun oplysninger om intensiteten af en storms nedbør, men anvender også Doppler-princippet til at registrere vindene i tordenvejr. Vindhastighederne bestemmes ud fra radiobølger, der reflekteres af regndråber og andre partikler, som vinden fører med sig.
Dopplerradarer kan måle rotationen i optrækket og gør det muligt for prognosemagere at se dannelsen af en mesocyklon (dvs. et område med roterende luft i et tordenvejr). På Doppler-radaren er tilstedeværelsen af en velorganiseret mesocyklon angivet ved et lille område med koncentreret shear i vinden. På den ene side af mesocyklonen strømmer de roterende vinde mod radaren, og på den anden side bevæger de sig væk. I nogle tilfælde kan dannelsen af tornadokernen påvises. Tornadokernen er et omtrent cylindrisk område med lavere atmosfærisk tryk, der er afgrænset af de maksimale tangentielle vinde (de hurtigste vinde, der cirkulerer omkring tornadoens centrum). Radarindikationen af intens koncentreret rotation kaldes tornadovirvel-signaturen, selv om dette område ikke altid udvikler sig til en tornadokerne. Disse forbedringer har gjort det muligt for prognosemyndighederne at øge advarselstiden og samtidig reducere antallet af falske alarmer.