مطالعه و پژوهش دربارهٔ تمامی جنبه‌های جو زمین که بطور تفصیلی از سطح زمین تا سطح بالایی جو را در بر می‌گیرد، امروزه تحت عنوان علوم جوی نامیده می‌شود. واژه قدیمی و مصطلحتر هواشناسی مطالعه سطوح پایانی جو را، که دارای تغییرات دائمی است، شامل می‌شود. بشر از ابتدای خلقت به دلیل تماس نزدیک با طبیعت و مشاهده عینی پدیده‌های جوی همواره نسبت به کشف این پدیده‌ها کنجکاوی نشان داده‌است. اولین تجربه عینی پدیده‌های جوی شاید مشاهده رعد و برق و آتش گرفتن جنگلها بوده که بعدها به کشف آتش منجر شده‌است. همچنین اولین کوشش انسان برای تهیه غذا و کشاورزی نیز همراه با دیده بانی هوا بوده‌است.
هواشناسی شاخه‌ای تخصصی از فیزیک پیشرفته‌است که از ابزارهای ریاضی پیچیده‌ای بهره می‌گیرد و بر همه علوم فیزیک تکیه‌ای استوار دارد. هواشناسی بیش از همه با نظریه تابش الکترومغناطیسی، ترمودینامیک، مکانیک کلاسیک، فیزیک شاره‌ها، شیمی فیزیک و نظریه لایه مرزی سر و کار دارد. اگر جو زیرین نیز در آن گنجانده شود، فیزیک خورشید، طیف شناسی، فیزیک پلاسما، یونش، فیزیک ذرات بنیادی، پدیده‌های اشعه ایکس، نور شناخت، فیزیک پرتوی کیهانی، پدیده‌های برانگیزش، الکترودینامیک، مگنتوهیدرودینامیک، انتشار رادیویی و سایر فرایندهای مربوطه را نیز باید فرا گرفت.
