A meteorologia é uma das ciências que estudam a atmosfera terrestre, que tem como foco o estudo dos processos atmosféricos e a previsão do tempo. Estuda os fenômenos que ocorrem na atmosfera e as interações entre seus estados dinâmicos, físicos e químicos, com a superfície terrestre subjacente. A palavra "meteorologia" vem do grego μετέωρος metéōros "elevado; alto (no céu)" (de μετα- meta- "acima" e ἀείρω aeiro "eu levanto") e -λογία -logia "estudo, palavra".
Os estudos no campo da meteorologia foram iniciados há mais de dois milênios, mas apenas a partir do século XVII a meteorologia progrediu significativamente. No século seguinte, o desenvolvimento da meteorologia ganhou um ímpeto ainda mais significativo com o desenvolvimento de redes de intercâmbio de dados em vários países. Com a maior eficiência na observação da atmosfera e uma mais rápida troca de dados meteorológicos, as primeiras previsões numéricas do tempo tornaram-se possíveis com o desenvolvimento de modelos meteorológicos, no início do século XX. A invenção do computador e da Internet tornou mais rápido e mais eficaz o processamento e o intercâmbio desses dados, proporcionando assim um maior entendimento dos eventos atmosféricos e suas variáveis, tornando possível uma maior precisão na previsão do tempo.
O foco de estudo da meteorologia é a investigação dos fenômenos observáveis relacionados com a atmosfera. Os eventos atmosféricos que são observáveis somente em um amplo período de tempo, são o foco de estudo da climatologia. Os fenômenos meteorológicos estão relacionados com variáveis que existem na atmosfera, principalmente a temperatura, a pressão atmosférica e a umidade do ar, assim como suas relações e variações com o passar do tempo. A maior parte dos eventos meteorológicos ocorre na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera terrestre, e podem afetar o planeta Terra como um todo ou apenas uma pequena região e, para isso, a meteorologia é subdividida, para melhor estudar os eventos meteorológicos à escala global, ou eventos estritamente locais.
A meteorologia faz parte de um conjunto de ciências atmosféricas. Fazem parte deste conjunto a climatologia, a física atmosférica, que visa as aplicações da física na atmosfera, e a química atmosférica, que estuda os efeitos das reações químicas na atmosfera. A própria meteorologia pode se tornar uma ciência interdisciplinar quando se funde, por exemplo, com a hidrologia, tornando-se a hidrometeorologia, que estuda o comportamento das chuvas numa determinada região, ou pode se fundir com a oceanografia, tornando-se a meteorologia marítima, que visa o estudo da relação dos oceanos com a atmosfera.
As aplicações da meteorologia são bastante amplas. O planejamento da agricultura é dependente da meteorologia. A política energética de um país dependente de sua bacia hidrográfica, portanto, também pode depender das previsões do tempo. Estratégias militares e a construção civil também dependem da meteorologia. Assim, a previsão do tempo influencia o cotidiano de toda a sociedade.
Povos antigos prediziam/previam o tempo com base na observação dos astros. Por meio do movimento do Sol, das estrelas e dos planetas, os antigos egípcios podiam prever as estações e as cheias do rio Nilo, tão essenciais para a sobrevivência do povo egípcio. Entretanto, a história da meteorologia pode ser traçada a partir da Grécia Antiga. Aristóteles é considerado o pai da meteorologia, e em 350 a.C., escreveu o livro “meteorológica”, onde descreve com razoável precisão o que nós conhecemos atualmente como o ciclo da água, e esboçou que o planeta é dividido em cinco zonas climáticas: a região tórrida, em torno do equador, duas zonas frígidas, nos pólos, e duas zonas temperadas. No século IX, o naturalista curdo Abu Hanifa de Dinavar escreve o Livro das Plantas, onde detalha as aplicações da meteorologia na agricultura; naquele momento histórico o mundo islâmico vivia uma revolução agrícola significativa. Abu Hanifa, no seu livro, descreve o céu, os planetas, as constelações, o Sol, a Lua e as fases lunares, destacando as estações secas e úmidas. Também detalhou fenômenos meteorológicos, como o vento, tempestades, raios, neves, enchentes, vales, rios, lagos, poços e outras fontes de água.
No ano de 1021, o astrônomo persa Alhazen procurou explicar o fenômeno da refração atmosférica e demonstrou que a refração da luz solar acontece apenas quando o disco solar está abaixo dos 18° em relação à linha do horizonte e, com base nisto, concluiu que a altura da atmosfera terrestre deveria ser de aproximadamente 79 km, o que é bastante compatível com os resultados atuais. Alhazen também concluiu que a atmosfera reflete a luz, pelo fato de que as estrelas menos brilhantes do céu começam a desaparecer quando o sol ainda está 18° abaixo da linha do horizonte, indicando o término do crepúsculo ou o início do amanhecer.
Em 1121, Al-Khazini, cientista muçulmano de origem greco-bizantina, publicou o Livro do Equilíbrio da Sabedoria, o primeiro estudo sobre o equilíbrio hidrostático. No século XIII, o germânico Alberto Magno foi o primeiro a propor que cada gota de chuva tinha a forma de uma pequena esfera, e que esta forma significa que o arco-íris é produzido pela luz que interage com cada gotícula de chuva. O filósofo inglês Roger Bacon foi o primeiro a calcular o tamanho angular do arco-íris e afirmou que o topo do arco-íris não pode se erigir mais do que 42° acima do horizonte. No final do século XIII e início do século XIV, o alemão Teodorico de Freiberg e o persa Kamal al-Din al-Farisi continuaram o trabalho de Alhazen, e foram os primeiros a dar as explicações coerentes para o fenômeno do arco-íris. Entretanto, Teodorico vai mais longe e explica também o arco-íris secundário.
Em 1441, o filho do rei coreano Sejong, o príncipe Munjong, inventou o primeiro pluviômetro padronizado. Vários pluviômetros foram enviados a todo o território dominado pela dinastia Joseon, como uma ferramenta oficial para o recolhimento de impostos, com base no potencial de colheita que uma área fértil poderia oferecer. Em 1450, o italiano Leone Battista Alberti desenvolveu um anemômetro de placa oscilante, que ficou conhecido como o primeiro registro histórico de um instrumento capaz de medir a velocidade do vento. Em 1494, Cristóvão Colombo experimenta em sua navegação um ciclone tropical, o que leva ao primeiro relato escrito por um europeu de um furacão. Em 1592, Galileu Galilei construiu o primeiro termoscópio, que via a elevação de uma coluna de óleo num tubo capilar com a elevação da temperatura. Em 1611, Johannes Kepler escreve o primeiro tratado científico sobre cristais de neve: Strena Seu de Nive Sexangula ("Neve Hexagonal, uma Dádiva de Ano Novo"). Em 1643, o italiano Evangelista Torricelli inventou o barômetro de mercúrio. Em 1648, o francês Blaise Pascal redescobre que a pressão atmosférica diminui com a altura, e deduz que existe um vácuo acima da atmosfera. Em 1654, Fernando II de Médici estabeleceu a primeira rede de observação do tempo, que consistia de estações meteorológicas em Florença, Cutigliano, Vallombrosa, Bolonha, Parma, Milão, Insbruque, Osnabruque, Paris e Varsóvia. Os dados coletados eram enviados para a central em Florença, em intervalos regulares de tempo. Em 1662, o inglês Christopher Wren inventou o pluviômetro basculante de drenagem automática. Em 1686, o inglês Edmund Halley apresenta um estudo sistemático dos ventos alísios e das monções e identifica o aquecimento solar como a causa dos movimentos atmosféricos. Em 1716, Halley sugere que auroras boreais e austrais são causadas por "eflúvios magnéticos" que se deslocam ao longo das linhas do campo magnético da Terra.
Em 1714, o alemão Gabriel Fahrenheit cria uma escala confiável para medir a temperatura com um termômetro de mercúrio. Em 1735, o inglês George Hadley elabora uma explicação ideal para a circulação atmosférica global por meio do estudo dos ventos alísios. Em 1738, o holandês Daniel Bernoulli publicou o livro Hidrodinâmica, iniciando a teoria cinética dos gases e estabeleceu as leis fundamentais da teoria dos gases. Em 1742, o astrônomo sueco Anders Celsius sugere que a escala centígrada para a medição da temperatura seria mais adequada, o que seria o antecessor da escala Celsius atual. No ano seguinte, quando o americano Benjamin Franklin é impedido de assistir a um eclipse lunar por um furacão, Franklin concluiu que os furacões se locomovem no sentido contrário de seus ventos. Em 1761, o escocês Joseph Black descobriu que o gelo absorve calor sem alterar sua temperatura no momento da fusão.[carece de fontes?] Em 1772, o estudante Daniel Rutherford descobre o nitrogênio, que ele chama de "ar flogistado", que seria o resíduo gasoso de uma combustão, segundo a teoria do flogisto. Em 1777, o francês Antoine Lavoisier descobriu o oxigênio e desenvolve uma explicação para a combustão, e no seu livro de 1783, intitulado Réflexions sur le phlogistique, Lavoisier despreza a teoria do flogisto e propõe uma teoria calórica.