大空を観察して天候の推移を判断すること。「太陽や月に輪（暈）がかかると雨か曇り」など。

一般には、観測器具を使わず、またラジオ等の外部情報にもよらず、自身の五感のみから得る情報で、天候の変動を予測することを指す。
言葉の定義としては、文字通り空を見上げて目視で得られる情報をもとに判断することを指すが、実際にはもう少し幅広く、風が肌にあたる感触や、温度や湿度の体感などを加味して判断しても、観天望気と呼んで差し支えないとされている。

但し、「占い」「ヤマ勘」「（宗教的な）お告げ」など、いわゆる超能力的に天候を予言する行為は観天望気とは呼ばない。
観天望気と呼ぶには、五感で得た情報とはいえ、それが第三者に説明できる客観的なものであり、且つ、天候予測のプロセスも形式知である必要がある。

代表的なものとして、次のようなものをインプット情報として天候変化を予測する。
　・空の明るさ、雲の形状や動き。
　・風向きや風力、空気の感触（気温や湿度など）の体感。
　・音の伝わり方（遠くの音が妙に鮮明に聞こえる等）。
　・夜間の月や星の見え方。
　・雨量や雨粒の感触（温度感など）。

予測のプロセスは、長年の経験則の累積が伝承されたものが主体であるが、経験則とはいえ一定の科学的論拠に裏付けられているところに特徴がある。

観天望気は、その精度は極めて属人的で、当人の知識や練度に左右されるものの、公的な気象予報では把握しづらい局所的あるいは短時間的な変動を見通すには有用な手法であることから、例えば船乗りや山岳ガイドなど自然の影響を大きく受ける職業の養成課程において、身に着けるべき技術と位置付けられている。

また、そのような職業的必要性がなくても、雲や風などの自然現象から天候変化を推し量ることは遊び的な楽しさもあり、児童学徒の自然学習の一環としても有意義である。