聲音是人耳對大氣中空氣分子的疏密波動的感覺。譬如說，我們敲鍾時，這口鍾被敲擊而發生振動，這種振動推動了鄰近的空氣分子，使它們發生密度的疏密變化，這種疏密的周期性變化，在空氣中傳播，就形成聲波。當聲波傳到我們的耳朵中來時，我們就聽到了鍾的聲音。
近年來，用聲音來探測大氣的研究，引起了人們的注意。早在1901年，人們就發現炮彈爆炸區周圍約70～90公裏以外，有一個聽不到爆炸聲的靜聲區，在這個靜聲區以外，又有可聽見爆炸聲的區域。第一次世界大戰期間，這種現象更引起人們的注意。人們在爆炸地點四周不同距離處，安置了許多拾音器來接收爆炸聲，以研究這種反常聲波的傳播現象。在第二次世界大戰期間，人們還曾用火箭帶了爆炸物在高空爆炸，並用地麵拾音器進行探測。這些探測都證明在高空約50公裏處，有一個高溫區存在。靜聲區的出現，是聲波在高空傳播時發生了折射的緣故。
但近年來，利用聲波探測大氣的設備，主要是用“聲雷達”。聲雷達能測出近地麵1～2公裏以下的大氣溫度、濕度隨高度的變化和它微小的脈動現象，還可測出風向、風速、鋒麵結構、對流熱氣流、逆溫層等等。
聲音為什麼能夠探測大氣的性質呢？這是因為大氣能影響聲波的速度、路徑，以及聲波振動的頻率。隻要我們能測出聲波速率、折射情況和振動頻率的變化，就可了解大氣的性質情況。
例如，聲波在空中傳播時，傳播的速率會受空氣溫度、濕度和風速的影響，溫度、濕度愈大，聲音傳播的速度也愈大。另外，順風傳聲，聲速就會加大；逆風傳聲，聲速就會減小。聲波傳播的路線，也受大氣中溫度分布的影響而彎曲，這稱為聲音的折射。根據折射情況，可以推論空氣中溫度的分布情況。聲波又是一種疏密波，有它的振動頻率，當發聲或散射聲波的空中質粒在傳聲方向上，有相對於聲波接收器的運動時，接收器接收到的聲波頻率，就會和原來聲波的頻率有很大不同，這稱為“多普勒頻移效應”。通過測量聲波的多普勒頻移效應，人們可以測出氣流的運動。聲波還會被空中懸浮物所散射。這種散射，有利於人們設計接受散射聲波的儀器，以便了解聲波在大氣中傳播過程中受大氣的影響情況，從而推估大氣的溫度、濕度和風的分布。