世界气象组织 (World Meteorological Organization -- WMO) 的前身是成立于１８７３年的国际气象组织，总部设在瑞士日内瓦。１９４６年７月，挪威学者海塞贝格博士在巴黎举行的一次国际气象组织的会议上，起草了一份世界气象公约草案，并提议国际气象组织改名为世界气象组织，成为联合国的专门机构之一。１９４７年９月，该组织在华盛顿召开大会，通过《世界气象组织公约》，决定成立世界气象组织。 １９５０年３月２３日，公约开始正式生效。１９５１年，它成为联合国的专门机构并开始运作。
世界气象组织的机构包括世界气象大会、执行理事会、区域协会和技术委员会。世界气象大会每４年举行一次。执行理事会是世界气象组织的核心机构，在世界气象大会休会期间，重大问题必须由其讨论决定。世界气象大会为最高权力机构，由全部成员国代表组成，每四年开会一次，研究贯彻大会、执行理事会决议，协调本区域气象业务和科研等各项计划的实施。执行理事会由３７名成员组成，其中包括该组织主席、３名副主席、６名区域协会主席和每个区域各４名成员等，每年开会一次。根据专业性质设有８个技术委员会，即基本系统委员会、大气科学委员会、仪器和观测方法委员会、气象学委员会、农业气象学委员会、海洋气象学委员会、航空气象学委员会、水文学委员会。技术委员会一般四年开一次届会，任务是根据大会、执行理事会和区域协会的决定，组织和协调本专业领域内的多项活动。
该组织有会员１８２个（２００７年４月）。此外，还有６个区域协会，即非洲、亚洲、南美洲、北美和中美洲、西南太平洋和欧洲。