「雷達」一詞源自於英文「RADAR」，全名為「Radio Detection and Ranging」(無線電偵測和測距)，只要是利用無線電波進行探測的機器都可以稱做雷達，舉例來說生活中最常見的是車上的倒車雷達、測速照相的測速雷達。

「氣象雷達」則為專門設計進行氣象觀測的雷達，可以觀測的範圍達數百公里遠，原理為由天線發射特定波長電波訊號，被雨、雪、雹等粒子發生散射後，接收散射回來的訊號，計算發射與接收所花費的時間，由於發射的訊號跟光一樣都是電磁波的一種，因此可以以光速作為速度計算出目標物的距離；再以接收回來的能量強度評估空間上降水粒子的大小與多寡。

通常單一雷達進行觀測時，天線會以同一仰角旋轉360°進行各個方位的觀測(方位角)，之後切換不同仰角後旋轉再進行觀測，以得到三維立體空間上的球座標觀測資料，所以若是看單顆雷達的原始觀測資料通常會是圓形或扇形的範圍(中央大學C-POL、TEAM-R、氣象署呈現之降雨雷達)，並且也可以調閱指定仰角查看。

氣象雷達觀測示意圖

氣象雷達觀測示意動畫(圖片來源：How Radar Works)

而「都卜勒氣象雷達」則為氣象雷達的改良，除了分析電波來回的時間與大小得到距離與訊號強度之外，更進一步使用物理上的「都卜勒效應」比較反射回來的訊號頻率與原始發射的訊號頻率之變化，得知特定空間上目標物是正在「靠近雷達」還是「遠離雷達」並計算移動速度，藉由此種方式可以更進一步獲得各種降水粒子在空間上是如何移動的，也就是能夠額外探測到「風」是如何帶動粒子移動的。

都卜勒效應

隨著科技進步，除了可以用單一偏極(polarization)的電波進行觀測之外，還可以使用雙偏極化(dual-polarization)的電波訊號進行觀測，分別是發射水平與垂直方向上偏極的訊號，並接收粒子反射回來的水平與垂直方向上訊號的不同，進而分辨出空間上不同粒子的分布情形，獲得額外的觀測資料。

雙偏極化電波之應用示意圖

進一步分析雙偏極化的電波觀測物理現象，則可發現除了以水平方向上的回波強度(ZHH)得知降水大小外，還可以ZHH和ZVV(垂直回波強度)之間的比率算出「差異反射率」(ZDR)得知粒子形狀；並且依照ZHH和ZVV彼此變化的相關性得到降水相關係數(RHV)，可以初步判斷是否為降水粒子，並且再依照ZHH和ZVV單位距離的差異相位差(PDP)得到「比差異相位差」(KDP)，判斷出強度較強的液態降水區域。

雙偏極化參數與粒子大略關係示意圖