气象学方法是研究大气的各种物理、化学的性质、状态、现象及其变化规律的科学方法，是一系列学科方法的总和。如大气动力学方法、热力学方法、物理方法、化学方法以及各种气象要素和大气物理化学性质的探测方法等。它们分别由各种物理化学原理和相应的技术所构成。数学理论和方法的应用促进了该方法的定量化，统计预报方法、数值预报方法等广泛应用于天气预报中。气象学的分支学科已经很多，如大气物理学、大气化学、天气学、气候学、大气探测以及各种应用气象学等，它们各自都有一套研究和探测方法，共同形成了功能比较齐全的方法群体。近几十年来，由于各种先进理论和技术的不断引入，研究的深度和广度得以拓展，探测和预报的准确性大有提高。例如，应用火箭、卫星探测高层大气的成分和结构;利用卫星探测辐射的资料，讨论全球的热量平衡;采用多卜勒雷达了解云的微结构情况;运用探测资料、模拟实验、能量平衡及角动量输送等阐明大气环流的模式、规律及根本原因等等。该类方法也应用于人工降水、人工防雹、消雾等消除和预防灾害性天气的研究工作中。