Zur praktischen Ermittlung der Windgeschwindigkeit wird vornehmlich der horizontale Vektor verwendet, der in verschiedene Windstärken einteilbar ist. Diese Intervallbildung ist besonders bei der Erstellung von Wetterprognosen wichtig. Die vertikale Vektorkomponente hingegen, spielt eine entscheidende Rolle in der Luftfahrt. Eine Einordnung der Windgeschwindigkeit ist über die Beaufort- Skala möglich, welche 1806 von Sir Francis Beaufort, während einer Schiffsreise, aufgestellt wurde. Damals bezog sie sich auf den Einfluss des Windes auf die Segelfläche. Aufgrund spezifischer Intervalle ermöglicht sie die Umrechnung in Windstärken. Die Skala umfasst Werte von 0, für windstill, bis 12 für Orkan und wird mittels phänomenologischer Kriterien vergeben, die sich sowohl auf Ereignisse an Land als auch auf dem Wasser beziehen können. Die Skala kann in die Einheiten m/s, km/h, mph und Knoten umgerechnet werden.
Bei besonderen Wetterereignissen werden Sonderklassifikationen angewendet. In einer 5-stufigen Einteilung beschreibt die Saffir- Simpson- Skala die stärke tropischer Hurrikans, wobei Stufe 5 mit Windgeschwindigkeiten von mehr als 250 km/h als stärkste gilt. Der Begriff Downbursts bezeichnet starke Fallwinde, die vermehrt bei Gewittern auftreten. Bei diesen Fallwinden, sowie bei Tornados, findet die Fukita- Tornado- Skala ihre Anwendung. Als Messinstrumente zur optischen Erfassung der Windgeschwindigkeiten stehen Windsäcke zur Verfügung. Sie werden vor allem dazu eingesetzt, die Windstärke und Windrichtung kurzfristig zu beobachten. Windsäcke liefern daher keine exakten, meteorologischen Daten. Eingesetzt werden sie besonders auf Flugplätzen, um die aktuellen Windverhältnisse ohne technischen Aufwand zu erfassen. Als weiteres optisches Indiz zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit werden Wolkenformationen herangezogen, die Aufschlüsse über Aufwinde geben können. Für meteorologische Zwecke liefern Schalenkreuzanemometer, Ultraschallanemometer und SODAR- Systeme die genausten Daten. Schalenkranzanemometer messen nach internationaler Definition in einer Höhe von 10 m, um die Bodennahen Schwankungen auszugleichen. Das Ultraschallanemometer misst die Zeitverzögerung eines ausgesandten Ultraschallsignals bis zum Empfänger. Daraus lässt sich der horizontale und vertikale Vektor bestimmen. SODAR Systeme (Sonic Detecting and Ranging) senden gebündelte Schallimpulse aus, die von der Atmosphäre zurückgestrahlt und im Geräte von einem Empfänger aufgefangen werden. Die Berechnung der Windgeschwindigkeit erfolgt aus der Signalintensität und der Frequenzverschiebung. Diese Geräte liefern ebenfalls ein horizontales und vertikales Windprofil. Für Wettervorhersagen wird aus den Daten ein von der Welt Meteorologie Organisation festgelegter, 10-minütiger Mittelwert gebildet. Dieser soll kurzfristige Böen und Spitzwinde herausfiltern.
Windgeschwindigkeiten unterliegen einer zeitlichen Variabilität. Im Tagesverlauf lässt sich eine Veränderung in den Windgeschwindigkeiten nachweisen, wobei eine Auffrischung am Tag und ein Abflauen in der Nacht zu beobachten ist. Dieses Phänomen unterliegt allerdings einer jahreszeitlichen Dynamik und ist im Sommer am auffälligsten. Bezogen auf den Jahresverlauf zeigen Mittelwerte ein Minimum der Windgeschwindigkeit im Sommer, sowie jeweils ein Maximum im Frühjahr und im Winter.
Weltweit liegt der höchste je registrierte Wert bei 372 km/h. Er wurde auf dem Mount Washington in New Hampshire gemessen. Es ist nicht ausgeschlossen, dass während eines Hurrikans, Taifuns oder Tornados höhere Werte auftreten können, jedoch mangelt es an der entsprechenden Sensorik. Die höchsten Windgeschwindigkeiten, von ca. 600 km/h lassen sich, ausgelöst durch schmale horizontale Jetstreams, im Übergang zwischen oberer Troposphäre und Stratosphäre messen.