A pressão atmosférica é medida por barómetros. Há 2 tipos básicos de barómetros: mercúrio e aneróide. O mais preciso é o barómetro de mercúrio, inventado por Torricelli em 1643. Consiste de um tubo de vidro com quase 1 m de comprimento, fechado numa extremidade e aberto noutra, e preenchido com mercúrio (Hg). A extremidade aberta do tubo é invertida num pequeno recipiente aberto com mercúrio. A coluna de mercúrio desce para dentro do recipiente até que o peso da coluna de mercúrio iguale o peso de uma coluna de ar de igual diâmetro, que se estende da superfície até o topo da atmosfera. O comprimento da coluna de mercúrio, portanto, torna-se uma medida da pressão atmosférica. A pressão atmosférica média no nível do mar mede 760 mm Hg.

O barómetro aneróide não usa mercúrio como no barómetro de coluna de mercúrio e é menos preciso, porém mais portátil que o barómetro de mercúrio. Consiste numa pequena cápsula hermética com um diafragma metálico flexível o qual encerra uma pequena quantidade de ar no seu interior, com uma mola no interior para evitar o seu esmagamento. A câmara comprime-se quando a pressão aumenta e expande-se quando a pressão diminui. Estes movimentos são transmitidos a um ponteiro sobre um mostrador que está calibrado em unidades de pressão. As cápsulas aneróides são frequentemente usados em barógrafos, instrumentos que gravam continuamente mudanças de pressão. Como a pressão do ar diminui com a altitude, um barómetro aneróide pode ser calibrado para fornecer altitudes. Tal instrumento é um altímetro.

A unidade padrão de pressão no Sistema Internacional (SI) é o pascal (Pa) (1 Newton/1m2). Meteorologistas têm usado tradicionalmente a unidade milibar (1 mb = 100 Pa), mas a unidade pascal (Pa) está sendo adotada universalmente. Pode-se usar ainda a unidade milímetros de mercúrio (mmHg) (ou polegadas de mercúrio).

A pressão média da atmosfera ao nível do mar é de 101,325 KPa ou 1013,25 mb ou 760 mmHg e o intervalo usual de variação vai de 970 mb a 1050 mb. Contudo, já se mediu até 870 mb (no olho do furacão Tip, em 12/10/1979) e 1083,8 mb (em Ágata, na Sibéria, em 31/12/1968, associada a uma massa de ar muito fria).