Bu mühendislik disiplininde başarılı olmak için gereken becerilerin en başında, ileri düzeyde matematiksel ve fiziksel modelleme yeteneği gelir. Bu, atmosferin hareketini, enerji transferini ve termodinamik süreçlerini yöneten temel diferansiyel denklemleri anlama ve bu denklemleri belirli bir problem için basitleştirerek veya sayısal olarak çözerek uygulama becerisidir. Bu, doğanın dilini matematikle konuşabilmektir.

Güçlü programlama ve hesaplamalı bilimler becerileri, modern bir meteoroloji mühendisinin olmazsa olmazıdır. Bilimsel hesaplamalarda yaygın olarak kullanılan Python, R, MATLAB veya Fortran gibi dillerde yetkin olmak; büyük veri setlerini işlemek, analiz etmek ve görselleştirmek için gerekli kütüphaneleri (NumPy, Pandas, Matplotlib vb.) kullanabilmek ve genellikle Linux/Unix tabanlı işletim sistemlerinde rahatça çalışabilmek kritik öneme sahiptir.

Veri analizi ve istatistiksel yöntemlere hâkimiyet, bir diğer temel yetkinliktir. Hava istasyonları, uydular, radarlar ve model çıktıları gibi çok çeşitli kaynaklardan gelen devasa atmosferik verileri (big data) işleyebilme, bu verilerdeki hataları ayıklama, eksikleri tamamlama ve anlamlı desenleri, eğilimleri ve ilişkileri bulmak için istatistiksel metotları (regresyon, zaman serisi analizi vb.) doğru bir şekilde uygulama becerisi gerektirir.

Atmosfer dinamikleri ve süreçleri hakkında derinlemesine bir kavramsal anlayış, bir mühendisin ürettiği sonuçları doğru yorumlamasını sağlar. Cepheler, siklonlar, antisiklonlar gibi sinoptik ölçekli hava sistemlerinin nasıl oluştuğunu, geliştiğini ve etkileştiğini bilmek; bulut oluşumu, yağış mekanizmaları ve atmosferik radyasyon transferi gibi fiziksel süreçlere hâkim olmak, model çıktılarının sadece birer rakam yığını değil, anlamlı bir fiziksel olayı temsil ettiğini anlamayı sağlar.

Son olarak, karmaşık bilimsel ve teknik bilgiyi, farklı hedef kitlelere (diğer bilim insanları, hükümet yetkilileri, çiftçiler, pilotlar veya genel kamuoyu) açık, anlaşılır ve etkili bir şekilde iletebilme becerisi, üretilen bilginin faydaya dönüşmesi için kritik bir köprü görevi görür. İyi bir mühendis, sadece doğru tahmini yapmakla kalmaz, aynı zamanda bu tahminin ne anlama geldiğini ve ne gibi önlemler alınması gerektiğini de anlatabilmelidir.