Kısaca atmosfer bilimidir. Yunanca “meteoron” kelimesinden adını almıştır ve gökyüzünde olan olaylar anlamına gelmektedir. İnsanlar; bulutları, rüzgârları, yağmuru anlamak ve ekonomik faaliyetlerini (tarım, denizcilik vb.) planlamak için gözlemler yapmışlardır.
Günümüzde atmosferdeki değişimden (sera gazlarının artması vb.) dolayı meydana gelen hava olayları (aşırı sıcaklar, kuraklık vb.) daha ciddi sonuçlara neden olmakta ve bizleri olumsuz etkileyebilmektedir. Bu sonuçlara neden olan hava olayları hakkında bilgi sahibi olmak ve tedbir almak için daha ciddi gözlemler yapılmalıdır.
Sinoptik gözlem, bütün dünyada aynı anda yapılan ve atmosferin yatay özelliklerinin yanında dikey durumunun da incelendiği gözlem türüdür. Bu gözlemler özel cihazlar ile meteorolojik uydulardan yararlanılarak yapılır. Greenwich (Griniç) saatine göre altışar saat ara ile günde 4 defa yapılır.
Klimatolojik gözlem, zemine yakın atmosfer özelliklerinin incelendiği gözlem türüdür. Sinoptik gözlemlerden farklı olarak yerel saate göre yapılır. Bu gözlemlerde her iklim elemanı (sıcaklık, basınç, yağış vb), özelliklerine göre günün farklı saatlerinde ölçülür.
Fenolojik gözlem; kültür bitkilerinin ekim, çimlenme, çiçek açma, yapraklanma, olgunlaşma ve hasat tarihlerinin gözlenerek kaydedilmesidir.
Meteoroloji Genel Müdürlüğü, ülkemizde hava olaylarının gözlemlenmesini, hava durumu tahminlerini ve gerekli uyarıları yapan kurumdur.