球扩展，研究的时间尺度则从几天到几年，以至几十年不等。研究的对象主要是对流层和平流层。研究的手段有现场观测、遥测、和数值模拟等。
大气动力学.大气动力学涉及观测研究以及关于具有气象学重要性的运动系统的理论 。这些系统包括雷暴，龙卷风，重力波，热带气旋，温带气旋，急流，和全球规模的环流。大气动力学研究的目标是用基本的物理原理解释所观测到的环流。这些研究的目标包括改善天气预报，发展预报季节和年际气候波动的方法和理解人为扰动（例如，增加二氧化碳浓度或臭氧层耗竭）与全球气候的内在关系。