Việc dự báo, cảnh báo sớm về thiên tai trên địa bàn dựa vào thông tin dự báo của cơ quan khí tượng thủy văn và thông tin bổ sung từ hệ thống các trạm đo mưa, trạm đo mực nước chuyên dùng trên thượng nguồn, trên các sông và các hồ chứa thủy lợi, thủy điện.
Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh căn cứ trên các tài liệu quan trắc của các trạm KTTV trên địa bàn và khu vực, sử dụng các sản phẩm dự báo của Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Quốc gia (TTDBKTTVQG), tham khảo các mô hình dự báo trong và ngoài nước, ảnh mây vệ tinh và kết hợp các phương pháp phân tích, thống kê … để phục vụ công tác dự báo, cảnh báo khí tượng hạn ngắn, hạn vừa và dài; dự báo lũ trên hệ thống các sông Lô Gâm các hạn ngắn, hạn vừa và dài.
Các bản tin dự báo Khí tượng Thủy văn thời tiết nguy hiểm được dự báo sớm trước 24-48 giờ tùy từng loại bản tin. Với bản tin hàng ngày dự báo sớm trước 12-24 giờ. Với chất lượng dự báo các hạn phổ biến 75-85%.
Đài Khí tượng Thủy văn tỉnh phối hợp với Ban CHPCTT& TKCN tỉnh, Đài Phát thanh và Truyền hình tỉnh, Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Thông tin và truyền thông, báo Tuyên Quang trong việc tuyên truyền phổ biến kiến thức về KTTV. Đưa tin bài, thực hiện các phóng sự ngay khi có các hiện tượng thời tiết cực đoan xảy ra trên địa bàn tỉnh;
Tổ chức điều tra và lập báo cáo nhanh nhất tình hình mưa bão, lũ xảy ra trên địa bàn tỉnh và những thiệt hại do thiên tai gây ra về Đài và các cơ quan chức năng của ngành.
Do đặc thù Tuyên Quang là tỉnh miền núi có địa hình bị chia cắt mạnh, có nhiều sông suối, ao, hồ. Bên cạnh đó việc xây dựng nhiều thủy điện bậc thang trên cả 2 hệ thống sông Lô- Gâm, việc điều tiết thủy điện cũng ảnh hưởng đến công tác dự báo, cảnh báo trên địa bàn tỉnh.
Công tác cảnh báo dự báo các hiện tượng thời tiết cực đoan như giông, lốc, lũ quét, lũ ống, mưa đá còn gặp rất nhiều khó khăn vì những hiện tượng thời tiết này thường xảy ra nhanh và trên phạm vi hẹp. Vì vậy, đơn vị mới dừng lại ở mức độ cảnh báo chung cho một khu vực chứ chưa chỉ ra được một điểm cụ thể.