Do pomiaru kierunku wiatru można użyć różnych instrumentów, takich jak rękaw i wiatrowskaz. Oba te instrumenty działają na zasadzie ruchu, aby zminimalizować opór powietrza. Kierunek wskazywania wiatrowskazu przez dominujące wiatry wskazuje kierunek, z którego wieje wiatr. Większy otwór w rękawie jest skierowany w stronę, z której wieje wiatr; jego ogon, z mniejszym otworem, wskazuje ten sam kierunek, w którym wieje wiatr.
Nowoczesne instrumenty używane do pomiaru prędkości i kierunku wiatru nazywane są odpowiednio anemometrami i łopatkami wiatru. Przyrządy tego typu są wykorzystywane w energetyce wiatrowej, zarówno do oceny zasobów wiatrowych, jak i do sterowania turbinami. Gdy potrzebna jest wysoka częstotliwość pomiaru (np. W zastosowaniach badawczych), wiatr można mierzyć za pomocą prędkości propagacji sygnałów ultradźwiękowych lub wpływ wentylacji na rezystancję podgrzewanego drutu. Inny typ anemometru wykorzystuje rurki Pitota, które wykorzystują różnicę ciśnień między rurą wewnętrzną a rurą zewnętrzną wystawioną na działanie wiatru w celu określenia ciśnienia dynamicznego, które jest następnie wykorzystywane do obliczenia prędkości wiatru.
W sytuacjach, gdy nowoczesne przyrządy nie są dostępne, można użyć palca wskazującego do sprawdzenia kierunku wiatru. Osiąga się to poprzez zwilżenie palca i skierowanie go do góry. Strona palca, która wydaje się „zimna”, to (w przybliżeniu) kierunek, z którego wieje wiatr. Uczucie „chłodu” jest spowodowane zwiększoną szybkością parowania wilgoci znajdującej się na palcu w wyniku przepływu powietrza przez palec, w związku z czym „technika palcowa” pomiaru kierunku wiatru nie działa dobrze ani w bardzo wilgotnym, ani bardzo gorącym warunki. Ta sama zasada jest stosowana do pomiaru punktu rosy za pomocą psychrometru z zawiesiem (dokładniejszego przyrządu niż ludzki palec).
Inną prymitywną techniką pomiaru kierunku wiatru jest wzięcie szczypty trawy i upuszczenie jej; kierunek, w którym spada trawa, jest kierunkiem wiatru. Ta ostatnia technika jest często stosowana przez golfistów, ponieważ pozwala im ocenić siłę wiatru.