מדעי האטמוספירה עוסקים בהבנת התהליכים הכימיים והפיזיקליים הקובעים את מערכות מזג האוויר, האקלים, ומערכות הגשם (עננים), את השינויים החלים בהן מסיבות טבעיות ומעשה ידי האדם ואת חקר שכבות האוויר העוטפות את כדור הארץ. מדעי האטמוספירה קשורים קשר הדוק למדעי הטבע ולמדעי כדור הארץ. הם כוללים את התחומים: