การตรวจวัดอุณหภูมินับหมื่นจุดทั่วโลกทุกๆ วันทั้งผิวดินและผิวทะเล สถานีตรวจวัดบนพื้นดินนำเอาค่าที่วัดได้ในแต่ละวันนี้ไปคำนวณค่าเฉลี่ยในแต่ละเดือน หลังจากนั้นนักวิจัยด้านสภาพภูมิอากาศจะนำไปใช้ สถานีสังเกตุการณ์ในทะเลทั้งเป็นแบบทุ่นลอยและบนเรือเดินสมุทรแต่ละลำจะส่งข้อมูลผ่านระบบโทรคมนาคมระดับโลก ข้อมูลการวัดนี้จะถูกตรวจสอบก่อนที่จะนำมาใช้คำนวณอุณหภูมิภูมิเฉลี่ยผิวโลก
ข้อมูลในแต่ละเดือนจะนำมารวมกับฐานข้อมูลที่เก็บรวบรวมในอดีตกว่า 160 ปี ข้อมูลในอดีตจจะถูกปรับเพื่อลดผลจากการเปลี่ยนแปลงจากวิธีการตรวจวัดที่มีขึ้น
ศูนย์เก็บรวบรวมข้อมูลอุณหภูมิโลกจาก 3 สำนัก(Met, NOAA, NASA)ใช้ชุดข้อมูลการวัดที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามก็มีชุดข้อมูลที่ซ้อนทับกัน ศูนย์ทั้งสามนี้มีวิธีการตรวจสอบและแปรผลข้อมูลของตนเอง รวมถึงการคำนวณผลสุดท้าย
สำนักอุตุนิยมวิทยาแห่งสหราชอาณาจักรร่วมกับหน่วยวิจัยสภาพภูมิอากาศทำการสร้างโปรแกรม HadCRUT4 ขึ้น โดยนำเอาข้อมูลอุณหภูมิจากการวัดของสถานีอุตุนิยมวิทยาภาคพื้นดิน 2,000 ทั่วโลกในแต่ละเดือน ข้อมูลแต่ละชิ้นนำมาตรวจโดยคอมพิวเตอร์และด้วยคนเพื่อหาจุดที่เป็นปัญหา ข้อมูลการตรวจวัดอุณหภูมิภาคพื้นทะเลมาจากทุ่นลอยกว่า 1,200 อัน ที่วางบนพื้นผิวทะเลในทุกมหาสมุทรทั่วโลก และจากเรือเดินสมุทร 4,000 ลำภายใต้โครงการ Voluntary Observing Ship ขณะเดียวกัน มีทุ่นลอยที่ผูกไว้เป็นจำนวนมากในเขตร้อนและตามแนวชายฝั่งโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา รวมกันแล้วเป็นการเก็บข้อมูลตรวจวัดอุณหภูมิกว่า 1.5 ล้านจุดในแต่ละเดือน โดยมีการตรวจสอบด้วยคอมพิวเตอร์และการวัดที่ผิดพลาดจะไม่ถูกรวมเข้าไป