भारत में मौसम विज्ञान की शुरुआत का पता प्राचीन काल से चल सकता है। 3000 ई.पू. के प्रारंभिक दार्शनिक लेखन युग, जैसे कि उपनिषद, मेघ निर्माण और बारिश की प्रक्रियाओं और पृथ्वी पर सूर्य के चक्कर लगाने के कारण होने वाले मौसमी चक्रों के बारे में गंभीर चर्चा करते हैं। वराहमिहिर की शास्त्रीय कृति बृहद्संहिता, जो लगभग 500 ईस्वी में लिखी गई है, एक स्पष्ट प्रमाण प्रदान करती है कि उस समय में भी वायुमंडलीय प्रक्रियाओं का गहन ज्ञान मौजूद था। यह माना गया कि सूर्य (आदित्यात् जायते वृष्टि) से वर्षा होती है और बारिश के मौसम में अच्छी वर्षा लोगों के लिए भरपूर कृषि और भोजन की कुंजी थी। कौटिल्य के अर्थशास्त्र में वर्षा के वैज्ञानिक मापन और देश के राजस्व और राहत कार्य के लिए इसके उपयोग के रिकॉर्ड हैं। सातवीं शताब्दी के आसपास कालिदास ने अपने महाकाव्य 'मेघदूत' में मध्य भारत में मानसून की शुरुआत की तारीख तक का उल्लेख किया है और मानसून के बादलों के मार्ग का अनुमान किया है।
वर्तमान में जिस मौसम विज्ञान हम जानते हैं, उसके बारे में कहा जा सकता है कि 17 वीं शताब्दी में थर्मामीटर और बैरोमीटर के आविष्कार और वायुमंडलीय गैसों के व्यवहार को नियंत्रित करने वाले कानून के बनने के बाद इसकी सटीक वैज्ञानिक नींव पड़ी। ब्रिटिश वैज्ञानिक, हैलीने वर्ष 1636 में भारतीय ग्रीष्मकालीन मानसून पर अपना ग्रंथ प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने एशियाई भूमि द्रव्यमान और हिंद महासागर के अंतर उष्णन के कारणों को हवाओं के मौसमी उलटफेर के लिए जिम्मेदार ठहराया।>
यह भारत का सौभाग्य है कि यहाँ दुनिया की कुछ सबसे पुरानी मौसम विज्ञान वेधशालाएँ हैं। ब्रिटिश ईस्ट इंडिया कंपनी ने भारत के मौसम और जलवायु का अध्ययन करने के लिए यहाँ कई ऐसे स्टेशन स्थापित किए, उदाहरण के लिए, 1785 में कलकत्ता और 1796 में मद्रास (अब चेन्नै) में। द एशियाटिक सोसाइटी ऑफ बंगाल की स्थापना 1784 में कलकत्ता में हुई थी, और 1804 में बॉम्बे (अब मुंबई) में हुई, इसनेभारत में मौसम विज्ञान में वैज्ञानिक अध्ययन को बढ़ावा दिया। कलकत्ता में कैप्टन हैरी पिडिंगटन ने 1835-1855 के दौरान उष्णकटिबंधीय तूफान से संबंधित 40 पत्र जर्नल ऑफ एशियाटिक सोसाइटी में प्रकाशित किए और "चक्रवात" शब्द का अर्थ बताया, जिसका अर्थ है ‘सांप की कुंडली’।1842 में उन्होंने " तूफान के नियम " पर अपना अतिमहत्वपूर्ण काम प्रकाशित किया। 19 वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में, प्रांतीय सरकारों के तहत भारत में कई वेधशालाएँ काम करने लगीं।
1864 में कलकत्ता में एक विनाशकारी उष्णकटिबंधीय चक्रवात आया और इसके बाद 1866 और 1871 में मानसून की बारिश नहीं हुई। वर्ष 1875 मेंभारत सरकार ने भारत मौसम विज्ञान विभाग की स्थापना की।देश में सभी मौसम संबंधी कार्यों को एक केंद्रीय प्राधिकरण के तहत लाया गया। श्री एच. एफ. ब्लैनफोर्ड को भारत सरकार के लिए मौसम संबंधी रिपोर्टर नियुक्त किया गया। मई 1889 में कलकत्ता मुख्यालय में वेधशालाओं के प्रथम महानिदेशक सर जॉन एलियट कोनियुक्त किया गया । भारत मौसम विज्ञान विभाग का मुख्यालय बाद में शिमला, फिर पूना (अब पुणे) और अंत में नई दिल्ली स्थानांतरित किया गया।
1875 में एक सामान्य शुरुआत से, भारत मौसम विज्ञान विभाग ने मौसम संबंधी प्रेक्षणों, संचार, पूर्वानुमान और मौसम सेवाओं के लिए अपने बुनियादी ढांचे का उत्तरोत्तर विस्तार किया है और इसने एक समानांतर वैज्ञानिक प्रगति की है। भारत मौसम विज्ञान विभाग ने हमेशा समकालीन प्रौद्योगिकी का उपयोग किया है। टेलीग्राफ युग में, इसने प्रेक्षण संबंधी डेटा एकत्र करने और चेतावनी भेजने के लिए मौसम टेलीग्राम का व्यापक उपयोग किया। बाद में भारत मौसम विज्ञान विभाग भारत का पहला संगठन बना, जिसने अपने वैश्विक डेटा विनिमय का समर्थन करने के लिए एक संदेश स्विचिंग कंप्यूटर का उपयोग किया। देश में उपलब्ध कराए गए पहले कुछ इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों में से एक भारत मौसम विज्ञान विभाग को मौसम विज्ञान में वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए प्रदान किया गया। दुनिया के इस भाग की निरंतर मौसम निगरानी और विशेष रूप से चक्रवात की चेतावनी के लिए भारत दुनिया का पहला विकासशील देशथा जिसके पासअपना भूस्थैतिक उपग्रह, इंसैट (INSAT) था।
भारत मौसम विज्ञान विभाग ने लगातार नए अनुप्रयोग और सेवा के क्षेत्रों में कदम रखा है, और 140 वर्षों के इतिहास में अपने इंफ्रा-स्ट्रक्चर को लगातार निर्मित किया है। इसने भारत में मौसम विज्ञान और वायुमंडलीय विज्ञान के विकास को एक साथ विकसित किया है। आजभारत में मौसम विज्ञान एक रोमांचक भविष्य की दहलीज पर है।