自古以來人類就有改造（控制）天氣和氣候的愿望。迄今雖然由于科學(xué)技術(shù)的局限性還不能實現(xiàn)這一愿望，但通過試驗研究，在探索影響天氣和氣候的科學(xué)問題上是有所收獲的。

自二十世紀40年代中葉第一次向云中撒播播云催化劑以來，人工影響天氣的試驗延續(xù)不斷。50年代中期，云和降水物理學(xué)逐步形成分支學(xué)科。60年代美國辛普森進行了積云動力催化實驗；蘇聯(lián)蘇拉克韋利澤等用冷云催化方法進行了大規(guī)模的防雹試驗；美國還開展了用飛機在某一部位撒播碘化銀以影響臺風(fēng)的試驗。

中國從50年代末以來在大多數(shù)省份進行了人工降水、人工防雹和人工防霜的試驗。這些試驗雖然在設(shè)計和效果檢驗方面還存在不少問題，還難以作出肯定的評論，但為今后的試驗研究積累了經(jīng)驗，并大大推動了云和降水物理學(xué)研究的發(fā)展。

50年代以來，隨著對海洋和大氣相互關(guān)系的研究，動力氣象學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了動力氣候?qū)W。 它從動力學(xué)角度來研究地-氣系統(tǒng)的輻射收支和能量轉(zhuǎn)換，探討氣候形成的原因。近年來，通過數(shù)值模式對氣候變化進行模擬的研究取得了不少成果。從70年代起，氣候?qū)W已突破了只從大氣的角度來研究的限制，而擴展到同時考慮大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈的氣候系統(tǒng)進行研究，氣候?qū)W正向著更加廣泛、更為綜合的方向發(fā)展。

現(xiàn)在，大氣科學(xué)已發(fā)展成一門分支眾多的科學(xué)。如大氣遙感、雷達氣象學(xué)和衛(wèi)星氣象學(xué)等分支；大氣物理學(xué)下的大氣邊界層物理、平流層和中層大氣物理學(xué)，以及大氣光學(xué)、大氣聲學(xué)、大氣電學(xué)和大氣輻射學(xué)等 ；同大氣物理學(xué)同時發(fā)展起來的，還有大氣化學(xué)；天氣學(xué)和動力氣象學(xué)則相互滲透而形成天氣動力氣象學(xué)，其應(yīng)用學(xué)科數(shù)值天氣預(yù)報也發(fā)展成了獨立的分支；由于對極地、熱帶和高原地區(qū)情況的研究日益深入，而出現(xiàn)極地氣象學(xué)、熱帶氣象學(xué)和高原氣象學(xué) ；氣候?qū)W也出現(xiàn)了動力氣候?qū)W、氣候變化等分支。

由于大氣科學(xué)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科研等各種領(lǐng)域，許多邊緣學(xué)科如海洋氣象學(xué)、水文氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、森林氣象學(xué)、生物氣象學(xué)、航空氣象學(xué)、建筑氣象學(xué)和醫(yī)療氣象學(xué)等相繼出現(xiàn)，在氣象業(yè)務(wù)工作自動化進程中，大氣科學(xué)不斷地從信息理論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)和計算數(shù)學(xué)等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中獲得新的實驗手段和理論方法；同時，也不斷地用自己的成就豐富著這些領(lǐng)域。