پیش‌بینی بارش یکی از مهم‌ترین مسائل در زمینه مدیریت بهینه منابع آب در بخش‌های مختلف نظیر صنعت، شرب و کشاورزی است. پیش بینی بارش می تواند باعث جلوگیری از تلفات و خسارات ناشی از بلایای طبیعی شود. هدف از تحقیق حاضر پیش‌بینی بارش زمستانه استان خراسان رضوی با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی می‌باشد. بدین منظور، ابتدا سری زمانی بارش متوسط منطقه‌ای به روش کریجینگ در طول دوره آماری به دست آورده شد. سپس سری زمانی سیگنال های اقلیمی شامل فشار، گرادیان فشار، دما، گرادیان افقی دما، گرادیان قائم دما بین سطح دریا و سطح 1000 میلی بار، تابش طول موج بلند خروجی از سطح زمین، آب قابل بارش، مولفه مداری باد، مولفه نصف النهاری باد، دمای هوا در سطح 700 میلی بار، ضخامت بین سطوح 500 و 1000 میلی بار و رطوبت نسبی در سطح 300 میلی بار در بازه های زمانی مختلف محاسبه شد. در ادامه ارتباط بین پیش بینی کننده های اقلیمی با بارش متوسط منطقه با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون به دست آورده شد. پس از شناسایی سیگنال های موثر بر بارش منطقه، مدل شبکه های عصبی مصنوعی در دوره 1997-1970 آموزش داده شد و در پایان، پیش بینی بارش در دوره 2007-1998 انجام شد. نتایج نشان داد شبکه های عصبی مصنوعی قادر است بارش را با دقت قابل قبولی پیش بینی نماید. ضریب همبستگی بین بارش مشاهده شده و پیش‌بینی شده در مرحله تست مدل، 66/0 به دست آمد. ریشه میانگین مربعات خطا نیز 9/6 میلی متر به دست آمد.