Die Meteorologie ist eine wissenschaftliche Teildisziplin der Physik, die teilweise aber auch den Geowissenschaften zugeordnet wird. Teilgebiete der Meteorologie wiederum sind die Klimatologie und die Wetterkunde. Die Meteorologie ist eine vergleichsweise junge Wissenschaft, die zudem trotz ihrer Zuordnung zur Physik einen stark interdisziplinären Charakter hat. So bedient sie sich nicht nur der Physik, sondern erfordert auch Kenntnisse in der Mathematik, der Informatik, der Chemie und letztlich auch der Medizin und der Biologie, wenn es um Einflüsse auf Menschen, Tiere und Pflanzen geht. Ihr Blick gilt den innerhalb der Erdatmosphäre ablaufenden Prozessen und den Auswirkungen auf Natur und Menschheit.

Je nach den angewandten Verfahren gliedert man sie in allgemeine, theoretische oder experimentelle Meteorologie. Bei der Gliederung nach den angewandten Techniken spricht man von Satelliten-, Radar- und LIDAR-Technologie, wobei letztere ihre Messungen mit Hilfe der Lasertechnik durchführt. Ebenso lässt sie sich nach räumlichen Gegebenheiten - etwa Polar-, Alpin- oder Tropen-Meteorologie - gliedern.

Die in der Erdatmosphäre herrschenden Bedingungen lassen sich im Labor nur eingeschränkt nachbilden. Daher ist die Meteorologie auf die direkte Beobachtung der Vorgänge in der Atmosphäre angewiesen, was zu einer Unmenge an zu verarbeitenden Daten führt und es sehr erschwert, aus dieser Vielzahl einzelne feststehende Grundsätze herauszuarbeiten.

Die wichtigsten Hilfsmittel der Meteorologie sind heute speziell für die Beobachtung der Atmosphäre gebaute Satelliten und die Wetterstationen auf der Erde, die ein weltumspannendes Netz bilden. Ziel ist einerseits langfristig die Erforschung des Klimas und seiner Veränderungen, mittel- und kurzfristig die Vorhersage des Wetters. Dabei gilt der Fokus der Vermeidung von Gefahren, die von extremen Wettersituationen ausgehen können, und der Vorhersage der Bedingungen für die Landwirtschaft, um einerseits auch da Schäden zu vermeiden, aber andererseits die Bedingungen für die Produktion von Nahrungsmitteln zu verbessern. Per Satellit lassen sich die in der Atmosphäre vorhandenen Gase überwachen und so Schlüsse beispielsweise über auftretende Ozonlöcher, die zur Verstärkung der Sonneneinstrahlung führen, ziehen. Niederschlagsmengen oder Windgeschwindigkeiten über den Ozeanen lassen sich ebenfalls nur per Satellit ermitteln, da es dort an erdgebundenen Wetterstationen fehlt. Die Vorhersage der Stärke periodischer Wetterphänomene wie Monsun geben wichtige Hinweisefür die Landwirtschaft in den betroffenen Gebieten.

Die Erkenntnisse der Meteorologie wirken sich bis in den Alltag aus. Kurzfristige Auswirkungen lassen sich beispielsweise durch die Messung der Niederschläge mit Blick auf Hochwasser vorhersagen. Werden örtliche Besonderheiten mit einbezogen, lassen sich globale Wettervorhersagen für einzelne Gebiete verfeinern. Aus weit entfernt vorgenommenen Messungen der Windgeschwindigkeit lässt sich ableiten, ob für gefährdete Gebiete eine Sturmwarnung erforderlich ist.