觀測天氣氣候的變化，是人類最早從事的科學活動之一。我國的天文氣象科學源遠流長，相傳早在公元前3000多年的黃帝時代，就設有專人從事氣候觀測。聰明智慧的中國人，在世界天文氣象學史上，留下了濃墨重彩的一筆。
我國是世界上天文氣象學研究起步最早、發展最快的國家之一，早在兩三千年以前，人們就已經開始氣象觀察和預報天氣了。商代的甲骨文中就有了天氣實況的記錄，《詩經》中也有“如彼雨雪，先集維霰”的詩句。
以上一些僅屬於經驗的記載，還算不得科學意義上的天氣預測，真正的天氣預測,是必須有理論和儀器的運用的。在我國，氣象理論和儀器發展得都比較早。漢代有專門觀測天文氣象的靈台，上麵有形狀如烏鴉的風向器--“觀風銅烏”；晉代，出現了木製的相風烏；唐代則出現了雞毛編成的風向器，它所用的雞毛重五兩，編成羽片掛在高杆上，它被風吹到平飄狀態，再進行觀測，俗稱“五兩”。
氣象中除了測風還要觀雲，古代人觀雲識別天氣是很有準的。曆史上，諸葛亮“借”東風的故事，就充分說明了古人對氣象知識的準確把握。相傳，三國時期，諸葛亮與周瑜共同製定了火攻曹營的計劃。但連日來江上一直刮西北風，用火攻不但燒不著北岸的曹兵，反而會燒到自己。周瑜為東風之事悶悶不樂，病倒在床上。諸葛亮知道後，給周瑜開了個“藥方”，方子上寫著：“欲破曹兵，宜用火攻。萬事俱備，隻欠東風。”以後，諸葛亮真的依靠“借”來的東風，使吳軍贏得戰役的全勝。其實，諸葛亮並不會“借”風，不過因為他通曉天文地理，他的神機妙算完全來自掌握了氣象知識後作出的準確預報。
雲的觀測在預報天氣中用處很大，會不會下雨，下什麼樣的雨，都和雲的情況有關。秦朝成書的《呂氏春秋》中，把雲按形狀分為山雲、水雲、旱雲、雨雲四種。唐朝又有了“炮車雲”的叫法，炮車雲就是雷雨雲，因為雲呈砧狀，很像炮車。到了宋代，著名文學家孔平仲的《談苑》一書有“雲向南，雨潭潭；雲向北，老鸛尋河哭；雲向西，雨沒犁；雲向東，塵埃沒老翁”的預報天氣諺語，人們把雲向和天氣聯係起來，很有實際意義。
除了累積經驗的觀測，我國古代就有很多著作對氣象問題進行理論解釋。最早的醫學著作《黃帝內經·素問》中提出水分循環和雲雨形成的理論。西漢董仲舒在他的《雨雹對》一文中，認為雨滴是由小雲滴受風合並變重下降而成的。他的雨滴形成的理論，基本上和現代的暖雲降雨理論相符合。
關於雪的形成，從西漢到東漢，一直到宋明時期，許多學者都認為是雲滴或雨滴冷凍形成的。
關於霧的形成，古書《爾雅》中說，地麵水分向上擴散，但又無法充分擴散出去時，就成為霧。宋代一位名叫蔡卞的學者提出：水汽在空中可以形成霧，霧和雲是同一類東西。
關於雷電現象，我國古代有兩種理論。一種是出現於戰國時期的“摩擦形成說”，另一種是東漢王充主張的“爆炸起電說”。王充把雷電的季節性出現歸結為太陽的熱力作用發生變化，認為春季太陽熱力漸強，所以有發生雷電的可能；夏季太陽更熱，所以雷電也特別厲害；秋冬太陽熱力衰弱，所以雷電現象也就很難出現了。
無論是對天象規律的認識和觀測、儀器的發明，還是利用對天象的認知安排農事和日常生活，我國古代的氣象學都出現了許多卓越的成就。這些成就不但為世界天文氣象科學的發展作出了重大的貢獻，而且也為今天天文氣象學打下了重要的基礎。
科海拾貝
唐朝把風力大小分成八級，用地麵物體受風影響所表現的破壞程度來劃定。這八級風分別是：一級樹葉動，二級樹條輕鳴，三級樹枝搖動，四級吹落樹葉，五級小枝折斷，六級大枝折斷，七級飛沙走石或折斷較大木幹，八級樹連根拔。這八級風再加上“無風”和“和風”(風來清涼溫和，塵埃不起)兩個風級，合為十級。