Die Physikalische Meteorologie versteht sich als Teilgebiet der Meteorologie, welches die physikalischen Prozesse der Atmosphäre wie Wolkenphysik, Strahlung, optische Phänomene, Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen und Austauschprozesse der Atmosphäre mit der Land- oder Meeresoberfläche untersucht. Neben der rein prozessorientierten Betrachtung der Atmosphäre wird in dieser Abteilung auch die Bedeutung der Prozesse für den statistischen Zustand der Atmosphäre, das Klima, erforscht. Klima wird dabei nicht als Eigenschaft nur der Atmosphäre verstanden, sondern als Eigenschaft des Klimasystems, das durch die Wechselwirkung seiner Komponenten Atmosphäre, Ozean, Böden und Eismassen geprägt wird. Diese Fachrichtung wird als Klimaphysik bezeichnet.