Meteorologi adalah sains yang mempelajari proses fisis dan gejala cuaca terutama pada lapisan atmosfer bawah (troposfer). Tubuh ilmu yang lebih luas dari meteorologi disebut Sains Atmosfer (atmospheric science) yang mencakup kajian seluruh lapisan atmosfer. Meteorologi dapat dikatakan sebagai cabang ilmu geofisika yang dapat bertindak sebagai ilmu murni (meteorology), ilmu terapan (applied meteorology) dan rekayasa (engineering meteorology). Meteorologi statistik sering disebut klimatologi yaitu studi (kajian) tentang nilai rerata, variasi distribusi unsur-unsur cuaca, dan hubungan statistik unsur-unsur cuaca tersebut. Meteorologi fisis mempelajari gejala atmosfer ditinjau dari fisikanya, misalnya alih radiasi gelombang elektromagnetik melalui atmosfer, proses fisis pembentukan awan dan hujan, kelistrikan atmosfer, optik atmosfer, dan masalah lain yang berkaitan dengan disiplin fisika dan kimia. Meteorologi dinamis, studi tentang gerak atmosfer dengan memperhitungkan gaya yang menyebabkannya, berdasarkan pendekatan analitik dinamika fluida. Proses yang terlibat sangat kompleks tetapi pada dasarnya sirkulasi atmosfer terjadi akibat adanya perbedaan pemanasan bumi-atmosfer yang secara geografis dan musiman tidak sama, serta adanya rotasi bumi. Seperti apa hubungan manusia dengan meteorologi?
Hubungan antara manusia dan meteorologi secara positif semakin rumit. Oleh gangguan segala macam aktivitas manusia di muka bumi, maka cuaca yang tampak sekarang semakin kompleks. Pembangunan bukan hanya sekedar mendirikan industri besar, membuat jalan raya, membangun gedung bertingkat, membuka hutan untuk pemukiman atau lahan pertanian dan sebagainya, tetapi yang tidak kalah pentingnya adalah memperhatikan dan menjaga kelestarian lingkungan hidup yang sehat dengan memperhitungkan faktor cuaca. Banyak fakta dan contoh yang menggambarkan pentingnya faktor cuaca diperhitungkan, misalnya jatuhnya pesawat terbang akibat cuaca buruk, tanah longsor dan banjir akibat hujan torensial, gagal panen akibat musim kemarau panjang, dan sebagainya. Semua ini disebabkan oleh perubahan cuaca yang datangnya secara tiba-tiba tanpa isyarat dan berlalu dengan meninggalkan kerugian dan kehancuran baik harta maupun jiwa.
Manusia hidup di dalam lapisan atmosfer paling bawah yang disebut troposfer. Gejala cuaca juga terjadi pada troposfer. Manusia dan cuaca saling bergantungan, karena itu pengaruh cuaca harus diperhitungkan untuk segala macam aktivitas manusia. Dalam hal ini meteorologi tidak lagi sebagai sains murni sebagaimana pendapat banyak orang di masa lalu, terlebih di negara berkembang seperti Indonesia, pendapat yang demikian tidaklah tepat. Meteorologi tidak sekedar sains murni tetapi telah menjadi sains terapan yang langsung dapat digunakan dan diterapkan sebagai salah satu faktor dan parameter dalam operasional pembangunan.
Dalam menentukan daerah industri perlu dilakukan survei meteorologi terlebih dulu agar zat pencemar yang keluar dari cerobong pabrik tidak menimbulkan kerugian bagi manusia, pertanian, perkebunan, peternakan dan lain-lain, yang berada di sekitar daerah industri. Unsur meteorologi yang menentukan pencemaran udara ialah arah dan kecepatan angin dominan seperti angin monsun dan angin lokal, dan kestabilan atmosfer. Kestabilan atmosfer ditentukan oleh distribusi temperatur dengan ketinggian. Informasi mengenai cuaca dan iklim yang baik dapat membantu dalam perencanaan pembuatan jalan raya sehingga memungkinkan jalan tersebut tidak melewati daerah-daerah yang berkabut tebal dan dapat dilengkapi dengan saluran-saluran air yang memadai guna mencegah terjadinya banjir pada waktu hujan lebat. Di dalam pembangunan di sektor pertanian perlu ada kerjasama antara ahli meteorologi dan ahli pertanian. Aplikasi meteorologi di dalam pertanian adalah penting mengingat tiap jenis tanaman pada berbagai tingkat pertumbuhan memerlukan kondisi cuaca yang berbeda-beda. Banyak lagi aplikasi meteorologi di dalam bidang-bidang lain seperti: di dalam penerbangan, pelayaran, pariwisata, kedokteran, dan lain-lainnya.