Систематические наблюдения за погодой начались в Санкт-Петербурге 10 апреля 1722 года по указу Петра I. Спустя два года была образована первая в России метеорологическая станция, а с декабря 1725 года при Академии наук стали проводиться наблюдения при помощи барометра и термометра. В 19 веке в России насчитывалось 50 метеорологических станций, а к концу века это была уже лучшая сеть в мире. Телеграфный сбор метео данных был организован в 1856 году.

Но официальной датой начала работы службы погоды в России следует считать 13 января 1872 года. В этот день в Главной Геофизической Обсерватории Санкт-Петербурга, ныне - ГГО имени А. И. Воейкова, основанной в 1849 году, начался регулярный выпуск ежедневных бюллетеней погоды. Первый «Ежедневный метеорологический бюллетень» вышел с полученными по телеграфу сообщениями 26 русских и двух зарубежных станций слежения.

С развитием наблюдательной сети и методов передачи информации развивалась и служба погоды. С 1930 года была создана сеть аэрологических станций, и началось составление первых высотных карт. С 1960 года в составлении прогнозов погоды стали использовать спутниковую информацию. На помощь синоптикам пришли метеорологические локаторы и численные методы прогноза погоды с использованием ЭВМ.

Наблюдения за погодой можно встретить у многих древних авторов. Летописи, исторические свидетельства, саги, легенды помогают восстанавливать климат прошлого. Метеорологические наблюдения являются наиболее важным звеном гидрометеорологической службы всех стран.