Det första steget i att förutsäga tornadons sannolika förekomst är att identifiera områden där förhållandena är gynnsamma för utveckling av kraftiga åskväder. Viktiga ingredienser för förekomsten av sådana stormar är sval, torr luft på mellannivåer i troposfären som överlagras av ett lager av fuktig, konditionsmässigt instabil luft nära ytan.
Förhållanden som vanligen leder till utveckling av åskväder inträffar längs den varma sidan av den gränslinje, eller front, som skiljer kall, torr luft från varm, fuktig luft. Graden av instabilitet som finns i atmosfären uppskattas av kontrasterna i temperatur och fuktighet över frontgränsen som skiljer de två luftmassorna åt. För att en storm ska kunna generera tornados måste andra faktorer vara närvarande. Den viktigaste av dessa är en vridande vindprofil (det vill säga en progressiv förskjutning av vinden, medurs på norra halvklotet och moturs på södra halvklotet, med ökande höjd) på låga och mellersta nivåer, tillsammans med starka vindar på höga nivåer. Båda dessa vindåtgärder är nödvändiga för att ge den nödvändiga snurren i luften som så småningom kan kulminera i en tornado. En vridande vindprofil kan åstadkommas av samma starka temperaturkontraster som driver åskvädret, och vindar på hög höjd kan åstadkommas av jetströmmen, det tunna band av luft med hög hastighet som finns i den övre halvan av troposfären.
För att en tornado ska kunna bildas måste den diffusa snurran koncentreras till ett litet område när en utvecklande storm går igenom flera olika utvecklingsstadier. Det första uppträdandet av rotation i en storm orsakas av interaktionen mellan en stark, ihållande uppåtsträcka och de vindar som blåser genom och runt stormen. Rotationen intensifieras när vindens hastighet ökar och när dess riktning vänder från sydost till syd och sedan runt till väst (på norra halvklotet) med ökande höjd genom den nedre halvan av troposfären.
Förespeglare i USA har lärt sig att noggrant övervaka vindprofilen i instabila områden och att uppskatta hur temperaturer och vindar kommer att utvecklas under loppet av ett dygn, samtidigt som de följer jetströmmens rörelse och intensitet. Med hjälp av moderna observationssystem, t.ex. vertikalt riktade radarer (s.k. vindprofiler) och bildsystem på satelliter som kan mäta flödet av vattenånga genom jordens atmosfär, kan prognosmakarna vanligtvis identifiera var förhållandena kommer att vara gynnsamma för tornadobildning en till sju timmar i förväg. Denna information förmedlas till allmänheten i form av en tornadovarning. En tornadovarning utfärdas när en tornado har upptäckts antingen visuellt eller på en väderradar.
När kraftiga åskväder börjar bildas övervakar de lokala kontoren för National Weather Service deras utveckling med hjälp av bilder från satellitsensorer och, viktigast av allt, från radarsystem. Dessa gör det möjligt för prognosmakarna att följa stormens utveckling och uppskatta deras intensitet. Tidigare gav väderövervakningsradarna endast information om regnets intensitet i stormarna. Väderprognosmakare var då tvungna att dra slutsatser om när rotationen började i stormens uppåtriktade strömning utifrån indicier, t.ex. när nederbörden började kröka runt uppåtriktade strömningar för att skapa ett ”krokeko”, en krokformad region av nederbörd som flödar ut ur huvudstormen och kröker sig runt uppåtriktade strömningar. Sådana slutsatser var mycket subjektiva och benägna att ge falska larm eller varningar med mycket kort varsel. I dag ger moderna väderövervakningsradar inte bara information om intensiteten i en storms nederbörd utan använder också Dopplerprincipen för att känna av vindar inom åskväder. Vindhastigheten bestäms utifrån radiovågor som reflekteras av regndroppar och andra partiklar som bärs med av vinden.
Dopplerradar kan mäta rotationen i uppåtgående luftströmmar och gör det möjligt för prognosmakare att se bildandet av en mesocyklon (det vill säga ett område med roterande luft inom ett åskväder). På dopplerradaren indikeras förekomsten av en välorganiserad mesocyklon av en liten region med koncentrerad skjuvning i vinden. På ena sidan av mesocyklonen strömmar de roterande vindarna mot radarn och på den andra sidan rör de sig bort. I vissa fall kan bildandet av tornadokärnan upptäckas. Tornadokärnan är ett ungefär cylindriskt område med lägre atmosfäriskt tryck som avgränsas av de maximala tangentiella vindarna (de snabbaste vindarna som cirkulerar runt tornadons centrum). Radarindikationen av intensiv koncentrerad rotation kallas tornadovortexsignatur, även om detta område inte alltid utvecklas till en tornadokärna. Dessa förbättringar har gjort det möjligt för prognosmakare att öka varningstiderna och samtidigt minska antalet falska larm.