Radar de précipitations
Le radar météorologique est le premier instrument du genre à être envoyé dans l'espace afin de produire des cartes en trois dimensions des tempêtes tropicales. Les données obtenues montrent la structure des précipitations dans les nuages, le type, l'étendue verticale de ces précipitations et la hauteur du point de congélation en déterminant le niveau de la bande brillante. Ces informations sont prises en plusieurs pas de temps de telle sorte qu'en appliquant l'équation de continuité de masse, on peut déduire les échanges de chaleurs, la température et l'humidité dans l'atmosphère et introduire ces données dans les modèles de prévision numérique du temps.
Imageur micro-onde
L'imageur du TRMM est un récepteur passif des micro-ondes émises par l'atmosphère et les nuages. Il est spécialement conçu afin de pouvoir estimer les quantités de pluie sur de larges surfaces sondées par le satellite. Les faibles quantités d'énergie dans le domaine micro-onde sont en effet reliées à l'émission des molécules d'eau et dont au contenu en vapeur d'eau, précipitation et nuage. C'est un instrument de petite dimension, utilisant peu d'énergie pour fonctionner et donnant des informations sur une grande étendue. Ce type d'instrument fait partie des satellites météorologiques depuis fort longtemps et constitue le principal instrument de TRMM.
Capteurs dans le visible et l'infrarouge
Comme dans tous les satellites météorologiques, TRMM compte sur un groupe de capteurs dans le domaine visible et infrarouge. Ceux-ci font partie de la panoplie de capteurs pour estimer les précipitations. Ces capteurs sont sensibles à cinq gammes de longueurs d'onde, entre 0,63 à 12 micromètres, émises par la Terre et son atmosphère. Ces capteurs utilisé conjointement permettent de délimiter les zones nuageuses et donc celle avec précipitation. L'autre rôle, encore plus important, est d'étalonner les autres instruments du TRMM à partir de comparaison avec les autres satellites météorologiques géostationnaires, comme GOES, et héliosynchrones, comme les TIROS.
Nuages et radiation terrestre
Le capteur de radiation terrestre (CERES) mesure l'énergie au sommet de l'atmosphère et estime ceux dans les couches en dessous jusqu'à la surface. Utilisant les informations à très grande résolution des autres capteurs, CERES peut extraire les propriétés des nuages, incluant leur base, sommet, couverture du ciel et la grosseur des gouttelettes/cristaux de glace qui les forment. Ceci est important pour comprendre la microphysique des nuages et son influence sur la climatologie afin d'améliorer les modèles de prévision à très long terme.
Détecteur de foudre
Le détecteur de foudre est un petit instrument très sophistiqué qui la foudre dans les Tropiques à partir d'un capteur optique et d'éléments électroniques permettant de de localiser précisément sa position dans un orage. Le champ de vision de cet instrument est suffisant pour pouvoir observer un point particulier de la Terre durant 80 secondes, ce qui assez pour estimer le taux de coups de foudre ce qui est une indication du développement ou de l'affaissement de l'orage.
