Meteorologie (altgriechisch μετεωρολογία meteōrología „Untersuchung der überirdischen Dinge“ oder „Untersuchung der Himmelskörper“) ist die Lehre der physikalischen und chemischen Vorgänge in der Atmosphäre und beinhaltet auch deren bekannteste Anwendungsgebiete – die Wettervorhersage und die Klimatologie, also die Wetterkunde.
Über die Atmosphärenphysik, die Klimaforschung und die Verbesserung der Methoden zur Wettervorhersage hinausgehend untersucht die Meteorologie also auch chemische Prozesse (z. B. Ozonbildung, Treibhausgase) in der Lufthülle und beobachtet atmosphärische Himmelserscheinungen. Sie wird zu den Geowissenschaften gezählt und ist an den Universitäten (siehe Meteorologiestudium) oft den Instituten für Geophysik bzw. der jeweiligen Fakultät für Physik angegliedert.
Meteorologe ist kein geschützter Begriff und jeder, der sich mit dem Wetter beschäftigt, kann sich so nennen.
Wetterbeobachtung war schon für die als Nomaden lebenden Menschen von Interesse, um die Wanderbewegungen der Beute- oder Herdentiere oder günstiges Wetter für längere Sammelausflüge einschätzen zu können. Beobachtung und Aufzeichnung des lokalen Wetters ist für Bauern eine wichtige Grundlage für grundlegende Entscheidungen, wenn es darum geht, wann man sät und wann man erntet.
Je früher man sät, desto länger die mögliche Vegetationsperiode bis zur Ernte; bei früherem Säen drohen aber zugleich Einbußen durch Wettereinwirkungen auf die junge Saat.
Je später man erntet, desto größer der Ertrag. Gleichwohl kann es besser sein, die Ernte etwas früher einzubringen, z. B. um sie vor einem nahenden Unwetter oder einer Schlechtwetterperiode in Sicherheit zu bringen
Meteorologische Beobachtungen unternahm auch der Naturforscher und Philosoph Theophrastos von Eresos im 3. Jahrhundert v. Chr.
Wetterbeobachtung und -forschung kann auch militärischen Zwecken dienen. Beispielsweise war für Seeschlachten eine zutreffende Prognose von Windrichtung und -stärke nützlich (manchmal sogar entscheidend).
Die Entdeckung Amerikas 1492 war der Auftakt für das Zeitalter der Entdeckungen. Der zunehmende interkontinentale Schiffsverkehr brachte viele neue Erkenntnisse über Wetterphänomene. Auf den Schiffen wurde das Wetter detailliert beobachtet und im Logbuch aufgezeichnet.
Frühe theoretische Ansätze lieferte Albertus Magnus: In seiner Abhandlung De natura locorum beschrieb er die Abhängigkeit der Eigenschaften eines Ortes von seiner geografischen Lage. Solche Ansätze wirkten weiter, zum Beispiel schrieb der Wiener Astronom Georg Tannstetter 1514 eine kurze Darlegung der theoretischen Klimatologie.
Eine erste Revolution in der Wetterkunde setzte zwischen 1880 und 1900 ein, als die meteorologischen Dienste einzelner Staaten ihre Wetterdaten mittels drahtgebundener und drahtloser Telegrafie austauschen konnten und so ein zeitnaher Datenvergleich möglich wurde. Dadurch konnten erstmals synoptische Wetterkarten erscheinen. Basis dafür war die genaue Dokumentation in Beobachtungsbüchern oder -tabellen und die Erforschung statistischer Korrelationen.
Nach der Erfindung von Luftfahrzeugen (die erste Montgolfière fuhr 1783) konnte man mit Wetterballonen das Wetter in den unteren Luftschichten besser erforschen (siehe auch Chronologie der Luftfahrt).
Seit der Erfindung des Motorflugs in den 1900er Jahren nahm die Bedeutung der Wetterforschung zu. Flugzeuge wurden zu wichtigen Forschungsgegenständen, mit denen man Wetter (z. B. „Wolken von oben“) großräumig beobachten bzw. fotografieren und Wetterdaten messen konnte. Mit dem Ersten Weltkrieg entwickelte sich die Flugzeugtechnik enorm weiter
(z. B. maximale Flughöhe, Reichweite, Geschwindigkeit).
Im Zweiten Weltkrieg wurde das in den 1930er Jahren entwickelte Radar eingesetzt. Spezielle Wetterradare ermöglichte die Gewinnung neuartiger Wetterbeobachtungsdaten (auch bei Nacht und Nebel). So unterhielt die Wehrmacht von 1941 bis 1945 Wetterstationen in der Arktis.
Bald nach dem Krieg begann der Kalte Krieg; er dauerte bis 1990 (Zerfall der Sowjetunion und des Ostblocks). Viele Länder unternahmen große Anstrengungen zur Erforschung des Wetters (z. B. das US-Projekt „Thunderstorm“). Außerdem entwickelte und baute man Aufklärungsflugzeuge, die so hoch fliegen konnten, dass sie damals von gegnerischen Bodenraketen nicht erreicht werden konnten. Das Spionageflugzeug Lockheed SR-71 hatte eine Dienstgipfelhöhe von 24.385 Metern.
Die Wetterforschung in großen Höhen diente vor allem der Raumfahrt, insbesondere der bemannten Raumfahrt (siehe auch der Wettlauf ins Weltall im Kalten Krieg) und der Entwicklung von Interkontinentalraketen.
Ein wesentlicher Meilenstein für die Wetterforschung war der Einsatz von Wettersatelliten. Der erste wurde 1960 gestartet. Von 1960 bis 1966 starteten die USA insgesamt 10 TIROS-Satelliten. Von 1968 bis 1978 starteten sie acht (davon ein Fehlstart) NIMBUS-Satelliten. Sie hatten auch Infrarotkameras an Bord. Damit kann man – auch nachts – Wetterphänomene (z. B. Wolken) filmen und quantifizieren, wie viel Wärme erwärmte Teile der Erdoberfläche (Landmassen, in geringem Maße auch Wasserflächen) nachts ins Weltall abstrahlen (siehe Erde#Globaler Energiehaushalt). Die Satellitenmeteorologie gilt als eigenständiges Teilgebiet der Meteorologie.