大氣物理學是研究大氣的物理現象、物理過程及其演變規律的大氣科學的分支學科。它主要研究大氣中的聲象，光象、電象、輻射過程、云和降水物理、近地面層大氣物理、平流層和中層大氣物理等。它既是大氣科學的基礎理論部分，又是環境科學的一個部分。

　　人們對大氣中的許多物理現象，如虹、暈、華、雷、閃電等早巳注意，并進行過研究，但內容分散在物理、化學、天文、無線電等學科之中，把它們納入大氣物理學一個學科，則是近三、四十年中的事情。

　　20世紀40年代以來，隨著人類在大氣中活動范圍的迅速擴展，大氣物理學的研究領域不斷擴大。如為了改進大氣中的電波通信、光波通信、提高導彈制導水平，就需要了解它們所賴以傳播的大氣介質及相互作用，因此就要研究大氣的聲、光、電和無線電氣象；又如，為避免晴空湍流引起飛機墮毀的事故，就要研究大氣湍流。

　　由于工業生產排入大氣中的大量氣溶膠和污染物通過擴散造成大氣污染，有些通過沉降或降水形成酸雨等，又被送到地面，導致土地河流污染、造成對植物和人類的嚴重影響。既要發展生產，又必須使大氣不超過其對污染物質的稀釋能力，這就要詳細研究大氣邊界層的物理特性。

　　生產活動和人類的其他活動，影響著自然環境。如大氣中二氧化碳含量逐年增加，影響著大氣輻射程和氣候變化規律。這些又影響農業生產，特別是糧食生產。糧食問題導致對氣候變化的關注，進而促進了對大氣輻射問題的研究。

　　工農業用水逐年增加，就必須充分利用大氣中豐富的水分，這就要開發大氣中的水資源；此外，為避免或減輕天氣災害，又推動著人工影響天氣試驗研究的廣泛開展，從而促進了云和降水物理學的研究。

　　20世紀60年代以來，遙感技術飛速地發展起來，輻射傳輸是遙感的基礎，由此推動著大氣輻射學的研究；人造衛星、電子計算機的發展，新技術(如激光、雷達、微波)的應用，給大氣物理研究提供了有力的探測工具，獲得了更多的探測資料，從而大大加速大氣物理學發展的進程。

　　大氣物理學主要包括大氣邊界層物理學、云和降水物理學、雷達氣象學、無線電氣象學、大氣聲學、大氣光學和大氣輻射學、大氣電學、平流層和中層大氣物理學。它們都各有自己的特點：

　　大氣聲學、大氣光學，大氣電學和無線電氣象學，是研究大氣中聲、光、電的現象和聲波、電磁波在大氣中傳播的特性；雷達氣象學研究用氣象雷達探測大氣的原理和方法，及其在天氣分析預報、云和降水物理中的應用；大氣輻射學研究輻射在地球大氣系統內的傳輸轉換過程和輻射平衡；云和降水物理學研究云和降水的形成、發展和消散的過程；大氣邊界層物理研究受地面影響較大的大氣低層的溫度、濕度、風等要素的水平和鉛直分布，大氣湍流和擴散，水汽和熱量傳輸等；平流層和中層大氣物理學研究對流層頂(10公里左右)到80～90公里大氣層中發生的物理過程。大氣過程常是多因素綜合作用的結果，故大氣物理諸方面常常相互聯系，如大氣電學同云和降水物理學都研究雷暴。既各有側重，又緊密相關。

　　大氣物理學和大氣科學其他分支有緊密的聯系，如大氣物理過程受到天氣背景的制約，同時大氣物理研究和探測的結果，又廣泛用于天氣分析和預報，所以它和天氣學關系密切；云動力學是大氣物理學和大氣動力學結合的產物；大氣物理學的許多內容涉及對氣候變化的研究；大氣物理學是大氣探測和應用氣象學的基礎，而這兩個學科的發展，又豐富了大氣物理學的內容。例如大氣物理為氣象雷達觀測提供原理依據，而雷達的氣象信息則為研究大氣物理過程提供了豐富的資料。

　　科學技術的許多新成就，推動大氣物理學向前發展，又不斷向大氣物理學提出新的要求，人類在大氣中活動頻繁，有意和無意地影響大氣，使大氣狀態變得更加復雜。如何進一步認識大氣的精細結構，深入了解大氣三維空間的演變，有效地利用、妥善地保護和不斷地改造大氣，是大氣物理學長期的重大任務。