大气物理研究所前身是1928年成立的原中央研究院气象研究所。现有职工331人，其中科技人员263人，有中国科学院院士7人，研究员53人，副研究员和高级工程师89人，中级科技人员92人。大气所是博士、硕士学位授予单位和博士后流动站建站单位。是中国科学院博士生重点培养基地，国家毕业生就业重点保证单位。现有在学博士生180人，硕士生75人，博士后19人。
大气物理研究所主要研究大气中各种运动和物理化学过程的基本规律及其与周围环境（四大圈层）的相互作用，特别是研究在青藏高原、热带太平洋和我国复杂陆面作用下的东亚天气气候和环境的变化机理、预测理论及其探测方法，以建立"东亚气候系统"和"季风环境系统"的理论体系及遥感观测体系，发展新的探测和试验手段，为天气、气候和环境的监测、预测和控制提供理论和方法。四个优势创新研究领域是：气候系统动力学和预测理论研究、大气环境和人类生存环境变化动力学和预测理论研究、中层大气与遥感理论和技术研究、中小尺度天气系统与灾害研究。
大气物理研究所拥有的科研部门包括：大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室、大气边界层物理与大气化学国家重点实验室、全球变化东亚区域研究中心（中国科学院东亚区域气候-环境重点实验室）、国际气候与环境科学中心、竺可桢--南森国际研究中心、气候系统动力学与预测理论研究部、大气环境动力学与预测理论研究部、中层大气遥感与探测开放实验室、云降水物理与强风暴实验室。另外还设有信息科学中心。
2004年，大气物理所知识创新工程全面推进阶段工作进展顺利，科研工作取得若干重要进展，"东亚季风气候-生态系统对全球变化的响应" 获国家自然科学二等奖；获得2004年度全军科技进步二等奖2项（主持和参加各一项），获得陕西省科技进步二等奖1项，获得了4项发明专利；发表国内外核心期刊论文422篇，其中SCI（E）收录论文170篇。大气所一级学科（大气科学）在全国学科评估中整体水平获全国第一。队伍建设和人才培养工作成效显著，一批科研和管理人员以及研究生获得了各类奖项，取得佳绩。制度化、民主化、科学化"三化"建设继续向前推进。
2004年，大气所争取的各类科研项目中，申报国家自然科学基金项目获得32项，其中重大基金项目1项，基金重大国际合作项目1项，重点基金项目3项，杰出青年科学基金2项，面上项目25项。另外，争取到中国科学院创新团队国际合作伙伴计划项目1项、院方向性项目4项、仪器设备研制项目2项、野外台站建设项目2项、野外台站建设基金项目3项等；同时，还争取到部分其它院外项目若干项。此外，在科技部及中国科学院的大力支持下，由符淙斌院士领导的"季风亚洲国际核心计划"项目已正式启动，相关部委每年支持经费300万元人民币。
2004年，大气所国际化步伐进一步加快，国际合作成果显著，相继主办或协办了"第二届沙尘暴模式比较(DMIP)国际学术研讨会"、"第四届亚洲季风系统国际学术讨论会"、"全球华人海洋和大气科学大会"、"第八届中国科学院研究生暨两岸青年大气科学学术研讨会"、"东亚地区快速评估东亚季风系统的变化"国际会议、"第四届大气物理研究所和韩国气象研究所学术研讨会"、"光学技术应用于大气、海洋、环境研究国际会议"等国际学术会议。举办了第一届竺-南中心气候与环境夏季培训班。举办了第三次CTWF论坛"极端天气、气候事件及其动力学与预测"国际研讨会、欧洲气候论坛"气候变化及其对生态脆弱地区影响国际学术研讨会"两个高层次的国际学术论坛。2004年，大气所与美国、日本、泰国、韩国、德国、英国、挪威、法国、比利时、菲律宾等国家进行的国际合作项目达20多项，新申请了分别与美国、菲律宾、德国等合作的国际合作项目5项，与韩国朝鲜大学、俄罗斯大气物理所、比利时根特大学生物科学工程学院、美国俄克拉荷马大学强风暴分析预报中心等新签署国际合作协议共计4 项。各项目进展顺利。2004年全年共接待外宾来访641人次，派员出访共137人次。
2004年，大气物理所新购置了自动气象站MILOS520、超声波风速仪R3I等仪器设备。目前，大气物理所拥有IBMP690的高性能并行计算机，在国内处于领先的地位。拥有联想深腾1800、SGI ORIGIN 300服务器、SGI origin 2000超级计算服务器一台、SGI origin 3400超级计算服务器二台、一座用于研究城市大气污染和大气边界层物理研究的高达325米的气象铁塔及边界层遥感探测系统和中层大气探测系统等设备。
大气物理研究所主办的刊物有：《大气科学》（中、英文版）、《大气科学进展》(英文版)和《气候与环境研究》（中文版）。其中《大气科学进展》被SCIE收录，并获国家自然科学基金委员会特别资助，《大气科学》获得中国百种杰出学术期刊荣誉，《气候与环境研究》进入中国科技期刊引文数据库（CSCD）。中国科学探险协会和中国气候研究学会挂靠在大气物理研究所。
所长 （法人代表）：王会军
历任所长：
竺可桢(1890-1974)
著名气象学家
1955年当选为中国科学院院士
1928年成立的中央研究院气象研究所首任所长
赵九章(1907-1968)
著名气象学家
1955年当选为中国科学院院士
1950年至1966年任中国科学院地球物理所所长
顾震潮(1920-1976)
著名气象学家
1973年至1976年任中国科学院大气物理所所长
叶笃正(1916.2-)
著名气象学家
1980年当选为中国科学院院士
1978年至1981年任中国科学院大气物理所所长
陶诗言(1919.7-)
著名气象学家
1980年当选为中国科学院院士
1981年至1984年任中国科学院大气物理所代所长
曾庆存(1935.5-)
著名气象学家
1980年当选为中国科学院院士
1984年至1993年任中国科学院大气物理所所长
洪钟祥(1937.3-)
著名大气物理学家
2001年当选为国际欧亚科学院院士
1993年至1997年任中国科学院大气物理所所长
王明星(1944.1-)
著名大气化学家
1997年至2001年任中国科学院大气物理所所长
