災害天氣國家重點實驗室
災害天氣國家重點實驗室於2005年經科技部論證批准後開始建設，2007年8月通過建設期驗收。實驗室定位於應用基礎研究，圍繞氣象防災減災的國家需求，深入開展災害天氣監測方法、形成機理、預測理論的前沿科學問題和關鍵技術研究，為不斷提高我國災害天氣監測、預報水平和能力提供強有力的科技支撐。
實驗室目前有固定成員47人，其中擁有博士學位人員42人，院士4名、研究員30名，國家傑出青年科學基金獲得者2名、基金委創新群體1個、國家“百千萬人才工程”人選4名、“國家萬人計劃”人選2名、國家“千人計劃”專家3名、中國氣象局科技領軍人才7名，有多人在10多個國際學術組織任職，年培養博士、碩士研究生50餘名，接待訪問學者20餘名。
實驗室自成立以來，共承擔國家973項目4項、國家科技支撐項目1項、基金委重大項目1項、基金委重點項目5項、國家重大行業專項項目1項。在災害性天氣綜合監測理論和技術研究、災害天氣機理和預報預測理論研究，以及成果運用轉化等方面都取得了一系列成績，建立了青藏高原、季風降水試驗基地，以及災害天氣中尺度觀測與應用試驗基地等，培養了一支在災害天氣監測與預測研究領域具有重要國際影響的科研團隊，形成一批在災害天氣研究領域頗有影響的中青年學術帶頭人與學術骨幹，並進一步建成災害天氣研究領域的國家級人才培養基地。
第三次青藏高原大氣科學試驗
華南強降水試驗
中國氣象局大氣化學重點開放實驗室
大氣化學重點開放實驗室始建於1989年，是中國氣象局最早設立的兩個部門開放實驗室之一。實驗室主要關注各種痕量氣體和氣溶膠等大氣成分的排放、生成及其遷移、轉化規律，研究其時空分佈變化及其天氣、氣候和環境效應，研究相應的對策和措施，為生態與環境保護等提供科學依據。自成立以來，實驗室開展了大量科研業務工作，在大氣化學觀測、模擬、預報研究與開發等方面取得了一系列成果，同時為中國氣象局的相關業務與服務做出了重要貢獻。實驗室獲得國家科技進步一等獎1項、國家自然科學二等獎1項及若干項省部級科技獎；發表科技論文1000餘篇，其中SCI收錄論文450餘篇；制定國家及行業標準數十項，並有多項成果轉化應用。
中國氣象局氣候研究開放實驗室（LCS）
成立於1995年1月，是根據國務院籌建國家氣候中心文件而成立的，是中國氣象局部門重點實驗室。實驗室成立以來，以“創新、發展、繁榮”為目標，實行“開放、流動、聯合”的運行機制，重點開展氣候預測理論和氣候預測方法、氣候系統模式研發與應用、氣候變化檢測及影響評估和未來預估等領域的科學研究。是國家氣候中心組織高水平科技創新隊伍、開展科研成果業務化、吸引和培養優秀學術人才及合作交流的重要基地。2016年被評為“優秀類”實驗室。
中國氣象局區域數值天氣預報重點實驗室
數值天氣預報是根據已知時刻的大氣狀態、通過高性能計算機數值求解大氣運動方程組，預報未來時刻大氣的運動狀態，從而預報天氣的變化。實驗室根據我國地理、地形和天氣氣候特點，針對區域模式的動力框架、物理過程和資料同化等核心技術開展深入研究，自主發展具有國際水平的高分辨數值天氣預報模式，重點解決低緯季風區颱風、暴雨和強對流等災害天氣預報的國際性數值預報難題。
中國遙感衛星輻射測量和定標重點開放實驗室
主要以中國遙感衛星輻射校正為技術主線、以國家衛星氣象中心為依託，針對遙感衛星有效載荷進行輻射定標理論和技術研究，推動衛星遙感新技術的業務轉化與應用，為提高天氣預報預測準確率、防災減災及應對氣候變化提供衛星觀測支撐。實驗室與遙感科學國家重點實驗室等多個重點實驗室建立戰略合作關係，與歐洲中心（ECMWF）、英國氣象局（UKMO）、EUMETSAT等多個國際機構建立合作研究機制。2012年以來，實驗室成員獲國家科技進步獎二等獎2項，氣象科學技術進步成果獎一等獎1項，包括WMO維拉·維薩拉獎、中國青年科技獎、涂長望青年科技獎等在內的其他各類獎項20餘項。
氣象野外科學試驗基地
氣象野外科學試驗基地是指根據大氣科學發展和科研任務需求，對關鍵區、敏感區的天氣氣候變化及其相關的大氣物理、大氣化學、生態環境影響等過程開展觀測試驗和綜合研究，獲取野外科學觀測數據，發現新現象、研發新裝備、驗證新技術等活動的野外場所。目前，中國氣象局青海瓦里關、北京上甸子、浙江臨安、黑龍江龍鳳山等4個基地進入“大氣成分本底國家野外科學觀測研究站”系列，有關科研業務單位在災害天氣與陸面過程、農業氣象與生態氣象、環境氣象、海洋氣象、極地氣象等五個大氣科學領域建設了一批試驗基地，覆蓋了我國大陸15個氣候系統關鍵觀測區。
氣象野外科學試驗基地分佈圖
塔克拉瑪干沙漠大氣環境觀測試驗站
塔克拉瑪干沙漠大氣環境觀測試驗站位於漠腹地塔中，2005年以來先後建立了80m梯度探測系統、輻射探測系統、渦動相關探測系統、繫留氣艇探測系統、風廓線雷達、激光雷達等設備，主要用於開展沙漠邊界層與陸面過程、沙漠災害天氣、沙漠大氣環境等方向的研究工作。近年來，依託該站發表學術論文80多篇，其中SCI收錄17篇，獲得發明專利1項、實用新型專利5項、軟件著作權5部，獲得省部級以上科技獎勵3項。
廣東茂名博賀海洋氣象觀測基地
位置：位於颱風影響最頻繁的廣東沿海
構成：①陸基觀測站、②海上觀測平臺、③100m鐵塔和大型浮標
觀測：2007年建成，我國首個海洋氣象綜合觀測體系，已開展臺風、季風、海霧、海洋飛沫等外場試驗，觀測能力國際先進。
開展了國際首次近海固定平臺大規模颱風外場試驗
揭示了颱風影響下近岸SST急劇下降機制和海浪隨風速增長規律等；研建了颱風過程海氣通量參數化方案（模式應用）
承擔了3項973課題、2項行業專項、16項國基金的外場試驗；發表論文60多篇-SCI(E)23篇
咸寧暴雨外場試驗基地
武漢暴雨研究所咸寧外場試驗基地從2002年開始籌建，在財政部中央科研院所修繕購置專項經費的大力支持下，在中國氣象局、湖北省政府相關經費的支持下，已建立起一套高時空密度綜合探測系統，為中小尺度暴雨監測預警、機理研究及數值模式優化等提供科學的基礎數據。依託咸寧外場試驗基地，武漢暴雨研究所主持國家自然科學基金重點項目3項、面上項目8項，主持科技部公益行業專項6項，參與10項，中國氣象局新技術推廣項目10項，參與國家“973”項目專題2項、國家“863”項目專題5項。 2006年至今獲國家級獎1次，獲湖北省科技進步一等獎1項、二等獎3項、三等獎3項。發表科研論文317篇，其中32篇被SCI（E）和EI收錄。
