気象庁による桜の開花日・満開日の観測地点は全国68ヶ所で、相次ぐ測候所の閉鎖で徐々に減少傾向である。主にソメイヨシノを観測対象としている（北海道地方の北部及び東部は、エゾヤマザクラまたはチシマザクラ。沖縄・奄美地方は、カンヒザクラ。）。
桜の花芽は、前年の夏に形成され始めて休眠状態に入り、秋・冬の一定期間の低温を経て、春の気温上昇とともに生長して開花する。さくらの開花予想は、この桜の花芽の生長が気温に依存する性質を利用して行われる。以前は、各地の標本木の蕾をとりそのつど重さを量る方法で各気象台独自で行われていた。1996年（平成8年）からは、過去の開花日や平均気温、その年の気温の状況や予想などのデータを元に前年秋からの平均気温の積算値を考慮した方法で、東京にあるコンピュータを用いて全国のデータを計算している。
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2007年（平成19年）の第1回発表では、計算に用いるプログラムに一部不具合があったため、東京・静岡など4地点について誤った予想日を発表してしまった。このため、3月14日の第2回発表で、気象庁は訂正して陳謝した。
かつては、九州から北東方向にほぼ順に桜前線が北上していたが、最近は桜前線が複雑な曲線を描いて進んでいくこともある。特に九州南部の開花が九州北部や本州より遅れる逆転現象が特徴的である。その原因が「休眠打破」という現象で、暖冬傾向で桜が開花する条件である冬の間の一定の低温期間が不十分で休眠できずに開花が遅れると考えられている。例えば、2007年（平成19年）3月14日に気象庁が発表した開花予想によれば、鹿児島より東京の方が先に咲くとされた。