الظواهر الجوية وهي الأحداث الجوية الملاحظة بما فيها الظواهر الضوئية وتم تفسيرها بواسطة علم الأرصاد الجوية. هذه الأحداث تتوقف على وجود مجموعة من المتغيرات-العناصرالجوية- في الغلاف الجوي. وهي درجة الحرارة، الضغط الجوي، وبخار الماء، ومعدلات تواجدها وتفاعل كل عنصر، والتغيرات التي تطرأ عليها بمرور الزمن. إن أغلب الأحداث الجوية على الأرض تقع في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي –التربوسفير-. تدرس النطاقات المختلفة لتحديد الكيفية التي تؤثر فيها النظم المحلية، والإقليمية، والعالمية على الطقس والمناخ. الأرصاد الجوية وعلم المناخ، وفيزياء الغلاف الجوي، وكيمياء الغلاف الجوي هي تخصصات فرعية لعلوم الغلاف الجوي. الأرصاد الجوية وعلم المياه يؤلفان معا علم الظواهر الجوية المائية. التفاعلات بين الغلاف الجوي للأرض والمسطحات المائية هي جزء من دراسات المحيطات والغلاف الجوي. تتعدد تطبيقات الأرصاد الجوية وتستخدم في ميادين متنوعة مثل المجال العسكري، وإنتاج الطاقة، والنقل، والزراعة والبناء.

و ينقسم عِلْم الأرصاد الجوية إلى:

عِلْم المناخ
فيزياء الغلاف الجوي
كيمياء الغلاف الجوي
ترموديناميكا الغلاف الجوي
مجالاتَ ثانويةَ مِنْ العلوم الجوية
وهذه الأشياء هي المواد الأساسية في علم الأرصاد الجوية.

التاريخ
انظر أيضا التسلسل الزمني للأرصاد الجوية

صورة بالقمر الصناعي لإعصار "هوجو" مع وجود ضغط جوي منخفض فوق القطب الشمالي. الصورة لشرق الولايات المتحدة.
استخدم البشر القدرة على التنبؤ بالأمطار والفيضانات على أساس دورات سنوية منذ ان بدأ بالزراعة. استندت النهج المبكرة للتنبؤ بالطقس على علم التنجيم وكانت تمارس من قبل الكهنة. شملت النقوش المسمارية على الألواح البابلية ارتباطات بين الرعد والمطر. قام الكلدانيون بتمييز الهالات حلقة القمر والهالة 46 °.

الأبانيشاد الهندية القديمة تحتوي على ذكر الغيوم والمواسم. يذكر سامافيدا التضحيات التي يتعين القيام بها عندما لاحظت بعض الظواهر.كتب بريهات سامهيتا عن الموضوع حوالي 500 م في "فراهاميرا"، مقدما دليلا على مراقبة الطقس.

350 قبل الميلاد، وضع أرسطو كتابا أسماه ميتيورولوجيا أي دراسة الجو. يعتبر أرسطو مؤسس علم الأرصاد الجوية. أحد أكثر الإنجازات إثارة للإعجاب الموصوفة في الأرصاد الجوية هو وصف ما يعرف الآن بالدورة الهيدرولوجية.

أشار كتاب دي موندو (المؤلف قبل 250 ق.م أو ما بين 350 و 200 ق.م)

«إذا تم إشعال النار في الجسم الوامض واندفع بعنف إلى الأرض يطلق عليه اسم الصاعقة. إذا كان نصف النار فقط، ولكن عنيفًا أيضًا وهائلًا ، يطلق عليه اسم نيزك؛ إذا كان خاليا تماما من النار، يسمى دخان البراغي. يطلق عليهم جميعا "مسامير الانقضاض" لأنهم انقضوا على الأرض. يكون البرق في بعض الأحيان ذو دخان ، ويسمى بعد ذلك "البرق المشتعل" ؛ وأحيانًا يتدفق بسرعة، ويُقال إنه نابض بالحياة. وفي أوقات أخرى، ينتقل في خطوط ملتوية، ويسمى البرق المشنوق. يعترض عليه ما يسمى "البرق المنقض".»

قام العالم اليوناني ثيوفراستوس بتجميع كتاب عن التنبؤ بالطقس يسمى "كتاب العلامات". ظل عمل ثيوفراستوس له تأثير مهيمن في دراسة الطقس والتنبؤ بالطقس لمدة 2000 عام تقريبًا.

في 25 م ، قام بومبونيوس ميلا (Pomponius Mela)، عالم الجغرافيا في الإمبراطورية الرومانية، بإضفاء الطابع الرسمي على نظام المناطق المناخية. برسم خرائط للمناطق المناخية قسم فيها سطح الأرض إلى منطقة حارة في الوسط، ومنطقتين معتدلتين شمالية وجنوبي. في القرن التاسع الميلادي كتب عالم الطبيعيات المسلم أبو إسحاق الكندي بحثا في الأرصاد الجوية بعنوان "رسالة في العلة الفاعلة للمد والجزر"، الذي يقدم حجة على عملية المد والجزر التي "تعتمد على التغيرات التي تحدث في الهيئات نظرا لارتفاع وانخفاض درجة الحرارة"، أيضا في القرن التاسع، كتب العالم النبات المسلم الدينوري النبات (كتاب من النباتات)، والذي يتناول تطبيقات الأرصاد الجوية في مجال الزراعة خلال الثورة الزراعية للمسلمين. وهو يصف دلائل حالة الطقس من السماء، والكواكب والأبراج، والشمس والقمر، ومراحل القمر للاستدلال على المواسم والأمطار، والأنواء (الأجرام السماوية الدالة على المطر)، والغلاف الجوي وظواهر مثل الرياح، والرعد والبرق، والثلوج والفيضانات والوديان والأنهاروالبحيرات والآبار وغيرها من مصادر المياه.