与大多数国际问题不同，气候变化对人们的影响没有国界，也不存在政治因素。飓风、洪水、地震、干旱……这些自然灾害会随时袭击世界的每个角落，给那里的人们造成猝不及防的打击。由于恶劣的自然气候不断地在全球范围内轮回，如果能让全世界各地的人们尽早地共享自然灾害信息，便可以减少不必要的悲剧和经济损失的发生。
人类在生产生活中，对气象科学，特别是对气象情报、预报的需求，使国际间在气象情报和技术合作有了可能。1873年，奥地利政府通过外交途径召开了维也纳会议，国际气象组织(IMO)正式诞生。
第二次世界大战结束后，1946年7月在法国巴黎会议上，挪威学者海塞贝格博士起草了一份国际气象公约草案，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。
国际气象组织于1947年9月在华盛顿召开了有45个国家气象局长参加的会议，审议了世界气象组织公约。按公约规定，在第30个国家签字批准后的第30天生效。完成这一审批程序经历了两年半时间，于1950年3月23日正式生效。同时按公约规定，世界气象组织这一政府间组织替代了原来的非政府组织，正式开始运作。从那时起，世界气象组织就一直在促进其成员组织国家在气象领域的国际合作方面发挥着积极作用，帮助各国度过各种各样的自然灾害，而《国际气象组织公约》则为这一切的顺利实现提供了有力的框架性文件。目前已有178个国家和地区会员，中国于1972年恢复在世界气象组织中的合法地位。
为了纪念这一对人类社会具有重要意义的事件，1960年6月世界气象组织决定将世界气象公约生效日期，即世界气象组织更名日——3月23日，定为“世界气象日”。
世界气象组织要求其成员国每年在这一天举行纪念和宣传活动，例如举行纪念性学术活动仪式，举办气象展览会，举行记者招待会，发表或广播文章或演说，放映气象科学影视，发行纪念邮票等。并广泛宣传气象工作的重要性及其作用等。
每年的“世界气象日”，世界气象组织执行委员会都要选定一个主题进行宣传，以提高世界各地的公众对自己密切相关的气象问题的重要性的认识。每一个主题都集中反映了人类关注的与气象有关的问题。
历年世界气象日主题如下：
1961年  气象
1962年  气象对农业和粮食生产的贡献
1963年  交通和气象(特别是气象应用于航空)
1964年  气象——经济发展的因素
1965年  国际气象合作
1966年  世界天气监测网
1967年  天气和水
1968年  气象与农业
1969年  气象服务的经济效益
1970年  气象教育和训练
1971年  气象与人类环境
1972年  气象与人类环境
1973年  国际气象合作100年
1974年  气象与旅游
1975年  气象与电讯
1976年  天气与粮食
1977年  天气与水
1978年  未来气象与研究
1979年  气象与能源
1980年  人与气候变迁
1981年  世界天气监测网
1982年  空间气象观测
1983年  气象观测员
1984年  气象增加粮食生产
1985年  气象与公众安全
1986年  气候变迁，干旱和沙漠化
1987年  气象——国际合作的典范
1988年  气象与宣传媒介
1989年  气象为航空服务
1990年  气象和水文部门为减少自然灾害服务
1991年  地球大气
1992年  天气和气候为稳定发展服务
1993年  气象与技术转让
1994年  观测天气与气候
1995年  公众与天气服务
1996年  气象为体育服务