世界上最早的气象站出现在 18 世纪中期的英国。当时，英国为了夺取海上霸主地位，必须掌握气象规律，于是在 1735 年至 1745 年间，在英吉利海峡的圣海伦岛和怀特岛建立了两个气象观测站，分别记录气温、风力、气压和降雨量。但这两个站点没有连续记录，无法得到天气变化的准确信息。 世界上第一个连续记录的气象站出现在瑞士，建立于 1863 年。19 世纪后期，英国开始委托瑞士气象学家建立海外气象网，采集用于制作天气预报的数据。20 世纪初，随着飞机的诞生，人们可以在高空收集气象数据。同时，一些国家开始自建气象站网络，以获取本地的气象资料。其中加拿大在 1938 年创建的国家气象网，是世界上第一个国家建立的大规模气象数据采集系统。 到了现代，全球建立的气象站已经十分庞大，几乎遍布每一个大陆。
不过现在气象学的研究范畴已经扩大很多，除了传统的光学观测手段外，还使用了卫星、电磁波等新型技术，对云、大气放电、大气电流等进行测量与研究。
农兴绪优质答主天气预报是20世纪30至40年代在一些发达国家逐步开始，随着雷达、卫星和计算机的发展而发展起来的一项技术。 18世纪末，美国人本杰明·富兰克林根据他的观察研究，第一次成功地预见了暴风雨的进程。这可以说是人类第一次记录在案的天气预报，但那是只限于某一范围，还无法做到全国性的天气预报。
19世纪末气象电码和气象仪器的革新使人们对天气有了更进一步的了解。20世纪初地面天气图问世，人们开始用探空气球、无线电来分析天气变化。1945年雷达开始用于气象观测，气象卫星和气象火箭运用于军事。这些观测手段都为天气预报打好了基础。
第一张24小时气象预报图表是由英国著名科学家傅兰克林·罗斯贝在1929年绘制成功的，他在1934年又成功地绘制了第一张36小时气象预报图表。英国气象学家理查德·纽纳姆又接下了罗斯贝的工作，他一直致力于10天预报的研究，但没有成功。不过，他的研究给后来者以有益的启迪。
1972年以来，随着静止气象卫星的投入运行，使气象部门有可能每小时获取北半球天气图，而且包括许多从前难以测得的地区，如海洋上空等。到70年代末，各种先进的卫星、雷达和大量的气象探测仪器使气象部门能够从地球的内部以至几万千米之外的太空获取全球性乃至行星际的气象信息。同时，大型甚至巨型计算机和各种高性能的电子计算机投入应用，使过去难以想象的海量气象数据处理成为可能。天气预报的准确性和时空范围得到进一步的提高和扩大。
70年代以来，随着计算机技术的飞速发展和地区甚至全球性气象信息网、卫星通信网的形成，天气预报的时效性和准确率不断提高，在人类同大自然的斗争中发挥着更大的作用。
历史上，英国的天气预报的水平和成就一直居世界领先地位。因为英国是第一个开始制定天气预报的国家，它的研究和实践也较其他国家广泛。进入20世纪以后，随着科学技术的兴起，尤其是雷达和计算机在气象上的应用，使天气预报在许多国家迅猛发展，水平不断提高。
在一些发达国家，天气预报已经发展到非常细致的程度，比如有针对航海、航空、农业、林业、渔业、建筑、军事，甚至日常卫生保健方面的专业天气预报等。天气预报的时效也大大提前，像20世纪70年代以来，10天甚至15天的中期预报已初具雏形，5至30天的延伸期预报和月、季、年气候预测也有发展。
