自由大气物理学即“高空气象学”，是按距离地面的高度来划分的气象学的分科，是研究摩擦层以上直到100公里高度的自由大气的各种物理性质、物理现象、物理过程和探测方法的学科。通过研究，可以阐明发生于大气中各种现象和过程的特点，找出物理解释，确定其发展变化规律，有助于进一步掌握天气变化的规律，并应用于天气预报和航空等方面。