Первые метеорологические наблюдения на Руси были записаны во времена царя Алексея Михайловича. Записи были примерно такие: «1657 г., маиа 31, неделя. Гром гремел, и молния блистала, и шел дождь велик, и после того и до вечера было ведрено и ветрено, а в ночи было тепло…»

Петр I видел в наблюдении за погодой большой практический смысл и считал их делом государственной важности. Весной 1721 Петр был в Москве и требовал присылать ему из разных деревень листочки с распускающихся деревьев «с надписанием числа» — чтобы знать, где раньше приходит весна.

Указом Петра I вице-адмиралу Корнелию Крюйсу было поручено вести систематические наблюдения за погодой и делать записи. В 1849 году была создана первая метеорологическая обсерватория, с 1 января 1872 года — Служба погоды. Тогда же стал выходить «Ежедневный метеорологический бюллетень». Гидрометеоцентр России организован в 1929. Первый в мире радиозонд для изучения атмосферы был изобретен в России в 1930. Впервые в мире информация о погоде и параметрах атмосферы с искусственного спутника Земли была получена в России в 1957.

Первые попытки изменить погоду относятся к середине прошлого века. Советские ученые сначала научились рассеивать туман — он таял за 15-20 минут; потом научились справляться с градовыми тучами — после специальной обработки вместо града туча опорожнялась безобидным дождем. В середине 60-х удалось вызвать искусственные осадки. В середине 80-х годов была создана технология активного воздействия на метеорологические процессы. Выяснилось, что достаточно обработать тучи на подступах к городу, чтобы на какое-то время обеспечить солнечную погоду. Такое воздействие назвали «метеозащитой городов». В апреле 1986 эта технология была опробована для разгона чернобыльских радиоактивных облаков.

С конца 80-х годов в распоряжении Госкомгидромета появились специально оборудованные самолеты-метеолаборатории. С их помощью разгоняли облака  на 1 Мая и 7 ноября. Устанавливали хорошую погоду в столице на время празднования 50-летия Великой Победы. Не обошлось без вмешательства в погоду и во время 850-летнего юбилея Москвы.

В настоящее время наблюдения за погодой в основном осуществляется с использованием автоматизированных метеорологических станций, однако еще на многих метеорологических станциях производство наблюдений непрерывно  осуществляют техники-метеорологи Росгидромета.