Le radar météo envoie des impulsions d'énergie micro-ondes dans l'atmosphère. Lorsque ces impulsions rencontrent les précipitations (pluie, neige, grêle), une partie de l'énergie est rétrodiffusée vers le radar. La réflectivité mesure la quantité d'énergie retournée et dépend de la taille, de la forme et du type de précipitations. Elle s'exprime en décibels relatifs à Z (dBZ) ; des valeurs plus élevées indiquent des échos plus forts et généralement des précipitations plus intenses (NOAA JetStream ; OMM).

L'émetteur radar envoie des impulsions courtes et puissantes ; seule une faible fraction de l'énergie revient au récepteur, donc le signal est amplifié avant traitement. La réflectivité est l'un des principaux produits des radars météo Doppler et est largement utilisée par les prévisionnistes pour localiser les précipitations et identifier les structures (échos en crochet pour la rotation, échos en arc pour les vents destructeurs, échos en train pour le risque de crues) (NOAA ; NWS Training).

Les radars météo fonctionnent dans différentes bandes de fréquence. La bande S (par ex. 10 cm de longueur d'onde) est moins affectée par l'atténuation et convient aux fortes précipitations. Les services météorologiques nationaux exploitent des réseaux de radars ; les cartes ci-dessus utilisent des données de ces réseaux (ex. KNMI, RainViewer). L'OMM publie des guides de bonnes pratiques pour le radar météo opérationnel.