據2015年12月研究院官網信息顯示，研究院有中國科學院院士2名，中國工程院院士2名；正研級科研人員54名，副研級科研人員99名。有博士和碩士學位的人員分別為122人和71人；45歲以下研究員占研究員總人數的71.4%。全院有52名科研人員享受政府特殊津貼，並擁有榮獲國家傑出青年基金、國家百千萬人才工程、中國氣象局特聘專家等青年科技人才。
中國科學院院士：周秀驥、張人禾
中國工程院院士：陳聯壽、徐祥德 據2015年12月研究院官網信息顯示，研究院擁有6個研究所（中心）、1個國家重點開放實驗室和3個中國氣象局部門級重點開放實驗室，中國氣象局大氣成分監測與服務中心以及中國氣象局數值預報創新基地也設在該院，另有與北京師範大學、國家衛星氣象中心聯合***建的遙感與氣候信息開放研究實驗室，還設有遙感與氣候信息開放研究實驗室和雷電物理與防護工程實驗室、風能太陽能資源實驗室，以及和中國科學院青藏高原所、中國科學院寒旱所聯合***建的冰凍圈與環境聯合重點實驗室。
國家重點開發實驗室：災害天氣國家重點實驗室
中國氣象局部門級重點開放實驗室：強風暴實驗室、雲霧物理實驗室、大氣化學實驗室 信息系統建設 1.網絡系統
建立了以CISCO6509為核心、CISCO3750為接入層的寬帶局域網絡系統，提供了氣科院到中國氣象局大院骨幹網和Internet的網絡連接。主幹網上聯帶寬達到萬兆，用戶桌面帶寬達到千兆。
2.存儲系統
建立了以IBM DS8100和IBM XIV為主體的大容量數據存儲系統，在線存儲能力達到160TB。該系統保存的數據主要是歷次科學試驗外場觀測數據、災害性天氣研究個例數據、大氣成分觀測數據、雷電數據、雷達數據、中尺度再分析數據、長序列NCEP預報和再分析數據、經整理後的業務觀測數據、實時業務數據等。2012年將新增存儲能力200TB。
3.計算系統
建立了以IBM P575服務器集群和IBM DS4800存儲為主體的高性能計算機系統；以及以刀片服務器集群為技術架構建立的重點實驗室臨近和短時預報業務系統，總體計算能力達到3.98 Tflops。主要運行的系統和模式有大氣化學數值預報系統、災害天氣國家重點實驗室Grapes-meso、人工影響天氣準業務模式、氣科院氣候系統模式等。
4.網絡應用系統
網絡應用系統是氣科院科研、業務和行政辦公不可缺少的組成部分。主要包括NOTES辦公系統、Email郵件系統、內網安全系統、防病毒系統、氣科院外網網站等。
5.信息***享系統
為重大研究項目和重點實驗室的災害性天氣研究建立專題數據庫。包括前兩個973項目、青藏高原外場試驗、jica項目、科技部氣象信息***享系統等。在數據收集整理的基礎上建立了中國暴雨外場試驗數據庫；大氣環境基礎信息庫和大氣環境綜合信息庫；災害天氣個例數據庫；氣科院實時數據接收管理和***享系統等。
技術支持建設 1.技術開發
為了更好地支持重大研究項目和科研成果的業務轉化，針對中尺度天氣研究和預報特點，研究院開發了集數據收集、處理、分析、預報為壹體的中尺度災害天氣分析與預報系統綜合顯示平臺（Meso Weather Analysis and Forecasting System，MWAFS）。實現了實時數據收集處理、綜合分析、中尺度產品快速生成、快速瀏覽、細分析、數據監視、產品保存、打印等多項功能。其主要技術特點：
基於WebGIS技術，開發了B/S和C/S兩種技術架構的客戶端應用，通過瀏覽器快速獲取高時空分辨的中尺度信息，也可以進行本地細分析；
提供多種數據分析和顯示工具，可方便地進行分析產品與觀測數據和預報結果的疊加綜合分析，為中尺度系統觀測與預報互動提供了工具；
提供高精度的地理信息數據，通過采用高效的存儲管理策略、動態數據調度和優化的繪制算法實現了海量遙感信息的快速可視化。
2.技術服務
人工資料服務：平均每年的數據服務約100人次，數據量約1TB。
日常技術服務：幫助用戶解決用戶端各類軟硬件問題，平均每年提供現場技術支持與服務約800多人次。
其他服務：院屬各單位托管設備的管理與服務。 項目承擔 據2015年12月研究院官網信息顯示，研究院主持和承擔了6項國家重點基礎研究發展規劃項目（973項目），7項國家科技攻關（支撐）項目、3項國家自然科學基金重大項目、1項國家自然科學基金創新群體項目，還承擔多項國家自然科學基金重點項目、還承擔幾十項中央級科研院所修改專項、發改委重大專項、氣象行業專項以及部委重大研究項目等，研究內容涉及到大氣科學及相關學科的各個方面。
“十壹、二五”期間，研究院組織實施了國家重點基礎研究發展規劃（973）項目“我國重大天氣災害形成機理與預測理論研究”、“首都北京及周邊地區大氣、水、土環境汙染機理與調控原理”（大氣部分）、“我國南方致洪暴雨監測和預測的理論和方法研究”“中國大氣氣溶膠及其氣候效應的研究”、“氣溶膠-雲-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用的研究”、“我國持續性重大天氣異常形成機理與預測理論和方法研究”，組織實施國家科技攻關（支撐）項目“中國氣象數值預報技術創新研究”、“人工影響天氣關鍵技術與裝備研發”、“農業重大氣象災害監測預警與調控技術研究”、“災害天氣精細數值預報系統及短期氣候集合預測研究”、“農業重大氣象災害監測預警與調控技術研究”、“農林氣象災害監測預警與防控關鍵技術研究”等壹批國家級重大科研項目。
還組織實施了基金重大項目“中國地區樹輪及千年氣候變化研究”和創新群體項目“東亞季風研究”。在氣象科學的基礎研究、應用基礎研究和應用研究方面取得壹大批重要研究成果，多次獲得國家級獎勵。 國家重點基礎研究發展規劃項目國家重點基礎研究發展規劃項目項目來源起止年份項目首席科學家我國持續性重大天氣異常形成機理與預測理論和方法研究 科技部 2012～2016 翟盤茂 氣溶膠-雲-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用的研究 科技部 2011～2015張小曳 中國大氣氣溶膠及其氣候效應的研究 科技部 2006～2011張小曳 我國南方致洪暴雨監測與預測的理論和方法研究 科技部 2004～2009張人禾 首都北京及周邊地區大氣、水、土環境汙染機理與調控原理 科技部 1999～2005徐祥德 我國重大天氣災害的形成機理和預測理論研究 科技部 1998～2003倪允琪 國家重大專項項目名稱項目來源起止年份負責人機載雲降水粒子譜儀與成像儀研制 國家科技部 2012～2015 郭學良 GPS高空探測系統研制 國家計委 1998～2000 郭亞田 霧探測器研制 國家計委 1997～1999 曾書兒 新型催化劑研制 國家計委 1996～1999 遊來光 0.8m風洞改造 國家科委專項 1993～1997 張佩龍 以上表格內容資料來源： 成果獲獎 據2015年12月研究院官網信息顯示，近20年來，研究院獲得國家級獎40多項。 獲獎項目（部分） 序號等級成果名稱主持單位授獎單位主要完成人員獲獎時間1 壹等獎 我國短期氣候預測系統的研究國務院 丁壹匯 、王馥棠 等 2004 2 國家科技進步獎二等獎 我國梅雨鋒暴雨遙感監測技術與數值預報模式系統 中國氣象科學研究院 國務院 倪允琪（氣科院）、宇如聰、張文建、胡誌晉（氣科院）、許健民、周秀驥（氣科院）、程明虎、徐幼平、劉黎平（氣科院）、盧乃錳 2006 3 國家科技進步獎二等獎 我國新壹代多尺度氣象數值預報系統 中國氣象科學研究院 國務院 薛紀善（氣科院），陳德輝（氣科院），沈學順（氣科院），楊學勝（氣科院），萬齊林，端義宏，金之雁（氣科院），胡江凱，胡江林（氣科院），劉誌權 2007 4 國家科技進步獎二等獎 人工增雨技術研發及集成應用 中國氣象科學研究院 科技部 鄭國光，郭學良（氣科院），姚展予（氣科院），肖 輝，王廣河（氣科院），洪延超，樓小鳳，劉奇俊，房 文（氣科院），馬舒慶 2008 5 國家科技進步獎二等獎 中國陸地碳收支評估的生態系統碳通量聯網觀測與模型模擬系統 中國氣象科學研究院（2） 國務院 於貴瑞，周廣勝（氣科院），黃 耀，陳泮勤，孫曉敏，趙新全，韓士傑，周國逸，何洪林，溫學發 2010 6 國家科技進步獎二等獎（科普類） 《防雷避險手冊》及《防雷避險常識》掛圖 氣象出版社 國務院 （4）張義軍 2011 《應用氣象學報》（雙月刊），1986創刊，主辦單位為氣科院、氣象中心、衛星中心、氣候中心、信息中心、大探中心，反映國內外氣象科技領域理論研究最新成果以及這些新理論與新技術在氣象學中應用的研究論文及信息，內容涵蓋大氣科學各領域，被CBST 科學技術文獻速報（日）（2009）、中國科學引文數據庫（CSCD—2008）收錄，為中文核心期刊。
《中國氣象科學研究院年報》創刊於1986年（註冊登記為英文版），由中國氣象科學研究院主辦。1986-1998年刊載純英文科技論文，1998年改為目前的中英文對照版，並在內容上進行了調整。該刊綜旨為報道氣科院科研項目進展、科研成果、技術推廣應用（6個所研究方向），及國內外科研合作、人才培養、學術交流等動態。
《氣象科技合作動態》1973年創刊，雙月刊，16開本，32頁，內部刊物；追蹤報道國內外大氣科學領域相關信息。內容包括：世界氣象組織各項研究計劃和規劃、世界各國氣象水文部門的組織結構、最新科研成果、業務體制發展情況、業務技術標準、科技政策與管理、氣象教育與培訓、國際會議與學術動態，以及中國氣象局和國內相關科研單位與其他國家在大氣科學領域的多邊和雙邊合作及科技交流等情況。