古人从农业生产的过程中积累了许多预测天气的知识，并编成一系列的天气谚语，口耳相传地流传下来。在海边生活的人也根据江海的地理、气候特点，总结了一套适用于水上航行的预测天气的方法。
北宋沉括《梦溪笔谈》记载了一则准确的天气预测经验：冬天的风是慢慢地形成的，航行时可以先作准备。盛夏季节的风是突然刮起来的，船只往往会遇难。江南水乡的商人避免这种海难的方法就是：准备行船的人要五更初起床，如观察到星星和月亮皎洁明亮，从天空四周到跟地面相接的地方没有云，表示适合行船；到上午9时至11 时，船只就要停泊，这样就不会遇到暴风。
古代有很多观测风向的方法和工具，商朝时，人们已经利用旗上的飘带来观测风向，同时已有四面风的概念。汉朝的铜制测风器 "铜凤凰"和"相风铜乌"是世界上最早的测风仪器。据记载，铜凤凰的下面安装了转动装置，受风时会向着风，像要起飞。东汉时期的相风铜乌则安装在天文台的"灵台"上，它的形状像一只鸟，可以随风而动。
汉代青铜相风铜乌
晋朝时，轻巧的木质相风乌代替了铜制测风器。用木头刻一只乌鸦，尾部插小旗，将这只木乌鸦放在长竿上端或屋顶上，四面可以旋转。如果风从南边刮来，木乌鸦的头就朝南 ， 而尾部的小旗就会向北。由此可见，古人通过长期对风向的观测，加深了对季风的认识，并利用季风推动船只前进。
宋朝时，中国的航海者已经非常准确的掌握了季风规律，并利用季风的更换规律进行航海。对于东南亚的太平洋航线来说，如《萍洲可谈》中所说的，"船舶去以十一月、十二月，就北风；来以五月、六月，就南风"。宋朝王十朋曾以"北风航海南风回，远物来输商贾乐"的诗句，描写了利用了季风进行海上贸易的情景。对于通往朝鲜、日本的东北亚航线，对季风的利用则正好相反。
当然，海面上所刮的风并不单纯是季风，还有瞬息万变的各种气侯。因此，古代航海者总结了大量预测天气的经验，并巧妙地利用中国独特的风帆，即可以或降或转支的平式梯形斜帆，根据风向和风力大小进行调节，使船可驶八面风，保证了不论在何种风向下，都要以利用风力进行航，其中，对于顶头风，南宋以后已发明了走之字形的调帆方法，能逆风行船了。