Tuulensuunnan mittaamiseen voidaan käyttää erilaisia instrumentteja, kuten tuulisukka ja tuuliviiri. Molemmat instrumentit toimivat liikkumalla ilmanvastuksen minimoimiseksi. Se, miten tuuliviivat osoittavat tuuliviiriä, osoittaa tuulen suunnan. Tuulilasin suurempi aukko osoittaa suuntaan, josta tuuli puhaltaa; sen häntä pienemmällä aukolla osoittaa samaan suuntaan kuin tuuli puhaltaa.
Nykyaikaisia mittareita, joita käytetään tuulen nopeuden ja suunnan mittaamiseen, kutsutaan vastaavasti tuulimittareiksi. Tämän tyyppisiä instrumentteja tuulivoimateollisuus käyttää sekä tuulivarojen arviointiin että turbiinien hallintaan. Kun tarvitaan korkea mittaustaajuus (kuten tutkimussovelluksissa), tuuli voidaan mitata ultraäänisignaalien etenemisnopeudella tai ilmanvaihdon vaikutus lämmitetyn langan vastukseen. Eräässä muussa anemometrityypissä käytetään pitot-putkia, jotka hyödyntävät sisäputken ja tuulelle altistuneen ulkoputken välistä paine-eroa dynaamisen paineen määrittämiseksi, jota käytetään sitten tuulen nopeuden laskemiseen.
Tilanteissa, joissa nykyaikaisia instrumentteja ei ole saatavana, etusormella voidaan testata tuulen suunta. Tämä saavutetaan kostuttamalla sormi ja osoittamalla sitä ylöspäin. ”Viileänä” tuntuva sormen puoli on (suunnilleen) suunta, josta tuuli puhaltaa. ”Viileä” tunne johtuu sormen kosteuden haihtumisnopeuden lisääntymisestä sormen yli kulkevan ilman virtauksen vuoksi, ja näin ollen ”sormitekniikka” tuulen suunnan mittaamiseksi ei toimi hyvin joko hyvin kosteassa tai erittäin kuumassa olosuhteissa. Samaa periaatetta käytetään kastepisteen mittaamiseen silmukan psykrometrillä (tarkempi instrumentti kuin ihmisen sormi).
Toinen primitiivinen tekniikka tuulen suunnan mittaamiseksi on ottaa ruohosipuli ja pudottaa se; ruohon putoamissuunta on tuulen suunta. Golfin pelaajat käyttävät tätä viimeistä tekniikkaa usein, koska sen avulla he voivat mitata tuulen voimakkuuden.