中国气象科学研究院是我国大气科学领域学科种类最多、规模最大的业务型科研机构，是以研究大气探测、人工影响天气、灾害天气、气候研究、生态环境与农业气象、数值预报以及大气成分化学观测与服务等为主攻方向的我国大气科学综合研究基地。设有5个职能处，7个科研机构（1个业务型研究单位）研究所（中心）、1个国家重点开放实验室（灾害天气国家重点实验室）和2个中国气象局部门级重点开放实验室（云雾物理实验室、大气化学实验室），5个职能处，另有研究生部和大气科学信息部等两个科研支撑机构。中国气象局大气成分监测与服务中心以及中国气象局数值预报创新基地也设在我院。拥有1个国家重点开放实验室（灾害天气国家重点实验室）和3个中国气象局部门级重点开放实验室：强风暴实验室、云雾物理实验室、大气化学实验室；另有与北京师范大学、国家卫星气象中心联合共建的遥感与气候信息开放研究实验室。我院还设有遥感与气候信息开放研究实验室和雷电物理与防护工程实验室。