La météorologie primitive est apparue dès la préhistoire ; connaître le temps, à cette époque, était très utile pour certaines activités telles que la chasse, la cueillette et l'agriculture. En effet, la météorologie était indispensable aux chasseurs préhistoriques pour traquer le gibier. Elle permettait de suivre sa trace en connaissant la direction du vent et ses sautes habituels, afin de l'atteindre sans être repérés. Quant à la cueillette des fruits et des plantes sauvages comestible, l'homme devait choisir le moment propice à la récolte grâce aux phénomènes atmosphériques qui précédaient cette époque. De plus, lorsque l'agriculture apparaît au néolithique, il est important pour les hommes de savoir maîtriser le cycle annuel des saisons, ainsi que la prévision des changements de temps qui peuvent exercer une influence décisive et parfois catastrophique (grêle, gel, ...) sur les récoltes. Malheureusement, nous n'avons aucune preuve sur l'intéressement de la météorologie sur les hommes, car l'écriture n'existait pas.

A l'apparition de l'écriture, toutes les mythologies antiques contiennent des récits qui témoignent de l'importance de l'intérêt de l'homme sur la météorologie. On trouve divers récits de la Création et du Déluge ; dans la Genèse, Dieu annonce à Noé qu'il fera pleuvoir sur terre sans interruption pendant 40 jours et 40 nuits. La tradition indienne des Mahâbhârata et des Purâna attribue le Déluge au choc d'une comète, décrit l'horizon qui s'enflamme, sept ou douze soleils qui apparaissent au firmament et dessèchent la Terre avant qu'une pluie tombant ininterrompue durant douze années ne la submerge. Les Iraniens invoquent la fonte des neiges d'un hiver particulièrement rigoureux pour expliquer le Déluge... Dans certains pays, on a retrouvé des livres qui montrent que la météorologie était capitale : en Égypte, par exemple, les hommes devaient prévoir les crues du Nil pour sauvegarder la vie dans la vallée ; ils utilisaient pour cela des nilomètres, sortes de puits gradués, qui au contact des infiltrations souterraines du fleuve, leur servaient à prévoir dès le début de la montée des eaux, l'importance de la future crue; La comparaison avec les crues précédentes permettaient des hypothèses point trop hasardeuses. En Inde, les paysans devaient prévoir la date de début de la mousson avant la récolte ; au VIe siècle après J.-C., grâce aux travaux d'un astronome indien Vahara-Mihara, cette date peut enfin être connue. En effet, celui-ci décide de rassembler tous les indices observables dans le ciel, de les répartir à l'intérieur du calendrier lunaire hindou afin d'en établir une sorte d'almanach météorologique utile aux agriculteurs. Mais c'est surtout la Chine qui, grâce à l'ancienneté et à la continuité de sa culture et de ses archives, dispose de la plus grande série d'observations météorologiques de la planète grâce aux relevés effectués à partir de girouettes, de pluviomètres et encore d'hygromètres leur permettant de donner une classification complexe des nuages ainsi que la description de 24 vents saisonniers. De plus, plusieurs livres sont consacrés aux rites magiques chinois destinés à maîtriser les éléments, à provoquer ou empêcher la pluie, le vent, la tempête. On trouve ainsi plusieurs recueils de prières pour ou contre la pluie.
Ce n'est pourtant pas de la science chinoise que va naître la météorologie moderne ; elle va sortir progressivement de la gangue des mythes et des superstitions grâce à la pensée grecque.

Mais c'est surtout en Grèce que la météorologie connaît son plus grand essor ; en effet, à la naissance de celle-ci, la future science météorologie mêle inextricablement l'astrologie/astronomie, la mythologie/religion et une connaissance empirique déjà réelle des phénomènes atmosphériques. Par exemple, dans l'Iliade et l'Odyssée D'Homère, il est écrit que tous les évènements importants, tels que tempêtes, vents, inondations, incendies dépendent de la volonté des Dieux et que d'autre part, certaines régions de Grèce possèdent une bonne connaissance de la météorologie. Plusieurs instructions nautiques confirment les données d'Homère : parmi les plus importantes, on citera, l'association, par Thalès de Milet, des phénomènes météorologiques au mouvement des corps célestes entre le VIIè et VIè siècle avant J.-C., l'énumération des bases de la science, c'est-à-dire la description des phénomènes météorologiques élémentaires par quatre philosophes grecs Anaximandre, Anaximène, Héraclite et Anaxagore, entre le VIè et Vè siècle avant J.-C., l'oeuvre d'Hérodote, au Vè siècle avant J.-C., qui n'est autre que ses récits de voyage, qui apporte une connaissance plus large et plus complète des divers climats du monde et enfin, entre le Vè et le IVè siècle avant J.-C., les traités d'Hippocrate qui définissent les rapports entre l'homme et son milieu, c'est-à-dire plus exactement, l'état sanitaire par rapport aux conditions atmosphériques. Mais c'est à Aristote que revient le mérite d'avoir réuni, comparé, critiqué les travaux et hypothèses de ses prédécesseurs et d'avoir, avec les Météorologiques, écrites vers 334, rédigé le premier traité complet de météorologie. Cette oeuvre contient la classification des différents vents, les causes du vent, du tonnerre, de la grêle, ..., le cycle de l'eau, l'explication de la formation de la pluie, de la rosée, de la neige, de la gelée blanche suivant le degré de froid qui les provoque, les explications géométriques de la forme circulaire des halos et de l'arc-en-ciel et de nombreuses autres remarquables analyses sur les phénomènes météorologiques.
Parmi les successeurs d'Aristote, on ne remarque guère de progrès pendant près de deux millénaires. Les savants grecs, qui lui succèdent, reprennent ses théories, notamment son élève Théophraste d'Eresos qui rédige un traité des vents, un traité de la météo qui permet de prévoir n'importe quels phénomènes classiques (pluie, vent, ...) à partir de plusieurs méthodes. La grande différence avec Les Météorologiques est que cet ouvrage est purement pratique. Plus tardivement, on trouve le principe d'hydrostatique découvert par Archimède mais qui n'aura de signification pour la météorologie que deux millénaires plus tard avec l'utilisation des ballons-sondes ; quant aux recherches en physique par Philon de Byzance (IIè siècle av J.-C.), elles conduiront à l'invention d'un appareil qui après quelques transformations deviendra le thermomètre.

Le déclin de ma météorologie finit donc par s'amorcer peu à peu.
En effet, en Grèce, quelques derniers savants de l'antiquité se font remarquer pour leurs constatations insensées : Posidonius décrit de manière physique le tonnerre comme une explosion de l'air sec emprisonné dans les nuages et réfute les théories des anciens philosophes, Anaximandre définit le vent comme un flux d'air et estime que le tonnerre se produit par la chute d'une partie de l'éther... Ptolémée écrit l'Almageste et la Térabible, deux ouvrages qui vont servir de base à l'astrométéorologie.
Dans l'occident chrétien, hormis la Grèce, les hommes sont plongés dans une religiosité qui n'accorde aucune place à la rationalité et aux sciences et refusent donc l'évidence des faits lorsqu'elle contredit leur foi. Témoignent de cette décadence intellectuelle ces pauvres spéculations de Bède le Vénérable dans son livre "Prognostica temporum" :

"Lorsque le premier janvier tombe un dimanche, on peut s'attendre à un bon hiver, un printemps venteux, un été sec, de bonnes vendanges ; le bétail prospérera, le miel sera en surabondance, de vieilles femmes mourront, l'abondance et la paix régneront.
Lorsque le 2 janvier tombe un dimanche, l'hiver manquera d'homogénéité, le printemps sera bon, l'été sec et venteux ; vendanges et santé des hommes ne seront pas bonnes, les abeilles mourront de diverses manières et des signes miraculeux apparaîtront, révélations faîtes par Dieu aux hommes."

Ainsi, la météorologie disparaît pour laisser place, peu à peu, à l'astrométéorologie.
La Tétrabible, ouvrage écrit par Ptolémée d'Alexandrie, va jouer un rôle majeur à cette époque, car il reproduit les croyances astrologiques grecques et expose les propriétés naturelles du zodiaque. Les prédictions d'astrométéorologie annoncent généralement des catastrophes ; pendant cette époque, plusieurs grandes catastrophes sont annoncées (déluge en 1524, apparition de puissants vents en 1185), mais aucune d'entre elles ne se produit, ce qui n'empêche pas pour autant que l'astrométéorologie connaît un immense succès et que le public reste fidèle aux astrologues. L'analyse des astrologues dépendait de calculs complexes nécessaires à la détermination de la trajectoire des astres. Mais, dans tous les cas, la prévision du temps n'était qu'un aspect secondaire de l'activité de ces charlatans, la première étant la prédiction du destin des grands de ce monde, duquel dépendait la prospérité des peuples et des États. Ils pouvaient ainsi fréquenter les cours princières et donc se faire respecter. Au XVIè siècle, cette science s'étend à travers l'Europe entière et le siècle suivant, tous ces pronostics sont diffusés sous le nom d'Almanachs jusque dans les campagnes. Aujourd'hui encore, certaines personnes pratiquent l'astrométéorologie. On trouve aussi différentes oeuvres maîtresses telles que le Livre sur la prédiction du temps de Robert Fludd, l'Astrologie météorologique d'A. Barbault ou encore l'Astrométéorologie de J. Lippens qui explique le rôle des douze maisons du zodiaque, des signes et des planètes.

Ceux sont les arabes qui reprennent le flambeau des grecs : au IXè S, Abou Youssouf Al Kindi traite de l'optique météorologique et explique l'origine des variations de couleur du ciel et à la fin du dixième siècle, apparaît une encyclopédie avec un chapitre consacré à la météorologie écrit par Rasa'ul Ikhwan as-Safa. D'autres arabes étudieront à leur tour cette discipline, jusqu'en 1283, tout en restant dans le cadre de la science aristotélicienne qu'ils ne font guère progresser.
Vers le XIIIè siècle, grâce aux traductions de l'arabe, l'Europe découvre Les Météorologiques d'Aristote. L'anglais Roger Bacon tente, le premier, une approche expérimentale et mathématique de la météorologie, mais les moyens scientifiques et surtout les instruments de mesure lui font défaut. En effet, le seul appareil que les européens disposaient au Moyen Age était la girouette sur les clochers des églises.