Inimesed on püüdnud ilma ennustada juba ammu enne mehaaniliste seadmete kasutuselevõttu. Kirjalikud lõigud kinnitavad, et ilmaennustusi tehti juba üle tuhande aasta tagasi, kasutades kõikvõimalikke looduslikke elemente. Mägironijad, giidid ja meremehed toetuvad ilmamuutuste üsna täpseks ennustamiseks osaliselt ikkagi looduslikele vaatlustele.
Taeva vaatamine on alati olnud populaarne viis ilma ennustamiseks. Pilved muutuvad tormi lähenedes märgatavalt, nii et need on üldiselt täpne märk tulevast. Näiteks tumedad pilved kuulutavad vihma, madalad valged puuvillased pilved aga ennustavad ilusat ilma. Üldiselt on tumedad pilved alati märk halvast ilmast, kuid kui halb, sõltub pilvede paksusest ja tuule olemasolust. Tornaadodele, rahele ja elektritormidele eelneb tumedate pilvede ilmumine.
Teiste taevaelementide vaatamine võib samuti aidata ilma ennustada. Näideteks on halo ümber Kuu, mis annab teada vihmast, ja hommikune suvine udu, mis ennustab ilusat ilma. Talvine udu võib sageli kuulutada vihma.
Loomade käitumise jälgimine on veel üks populaarne viis ilma ennustamiseks. Hobused erutuvad sageli näiteks tornaado lähenedes. Teatud riikides, näiteks Hiinas ja Jaapanis, kasutatakse loomi maavärinate ennustamiseks, kuna nende käitumist peetakse paremaks viisiks nende ennustamiseks kui mis tahes praegu saadaolevaid seadmeid. Teisi loomade käitumist pole uuritud, kuid see on endiselt osa ilmateadusest, näiteks oravad koguvad saabuva karmi talve märgiks ebatavaliselt suures koguses toitu.
Inimkeha kuulamine võib aidata ka ilma ennustada. Lähenevad tormid võivad põhjustada valutundlikkust ning süvendada artriidi ja podagra sümptomeid. Seljavalu, hammaste tundlikkus ja migreen võivad kõik süveneda läheneva madala rõhu tõttu.