北京大学大气与海洋科学系有着悠久的历史和优良的传统，大气科学最早源于1929年在清华大学建立的气象学专业。在经历了1938-1945西南联大的艰苦岁月之后，于1946年在清华大学成立了气象系。1952年，全国院校调整，清华大学气象系的师生并入北京大学物理系成为气象专业。1958年，北京大学成立地球物理系，气象专业扩展为该系的大气物理和天气动力两个专业。1998年，大气物理和天气动力两个专业合并为大气科学专业。2001年北京大学成立物理学院，大气科学专业进入物理学院，建立大气科学系。2010年，北京大学决定在大气科学系建立物理海洋专业，并将大气科学系更名为大气与海洋科学系。 80多年来，北京大学几代大气科学学人秉承自由、严谨、求实、创新的精神铸就了北京大学大气科学的辉煌，为中国气象事业研究培养了大批杰出人才。这里名师荟萃，竺可桢、李宪之、赵九章、涂长望、谢义炳、顾震潮、陶诗言、周秀骥、赵柏林等著名科学家先后在此执教或兼职。这里人才辈出，在二千多名毕业生中涌现了大批英才。叶笃正、郭晓岚、谢义炳、任阵海、曾庆存、赵柏林、丑纪范、李泽椿、黄荣辉、吴国雄、吕达仁、丁一汇等都在这里学习过。在中国气象局系统、科研院所、高等院校等单位的管理和科研岗位中，有相当一部分人毕业于北京大学的大气学科专业。他们为我国的气象教育、科研和业务做出了卓越的贡献;还有一大批杰出校友遍布海外著名大学、研究机构和其他领域。

大气与海洋科学系拥有一支优秀的教师队伍。现有教职员工近30人，其中中科院院士4人（兼职3人），国家千人计划讲座教授1人，教授11人（兼职1人，国家杰出青年1人），北京大学百人计划研究员3人，副教授和高级工程师9人，讲师2人。近年来，不断有国外优秀人才加盟大气与海洋科学系，使教师队伍充满了活力和生机。近几年来，每年科研经费达1000万元，每年发表SCI论文近40篇。目前，我系教师的主要研究领域有：大气辐射与遥感、云物理与大气化学、大气边界层与环境、数值天气预报与模拟、大气动力学和非线性动力学、气候动力学与模拟、物理海洋、海-气相互作用与气候变化等。

大气与海洋科学系具有包括本科生、硕士和博士研究生在内的完整的人才培养体系。北京大学的大气科学是全国唯一的大气科学一级重点学科。本科大气科学专业于1992年被确定为"国家理科基础科学研究与教学人才培养基地"，按照"加强基础，拓宽专业，因材施教，分流培养"的方针，注重培养学生的数理基础、实验动手能力和创新素质。本科生在一、二年级在物理学院接受统一的物理数学训练，从三年级开始，本科生开始进入大气科学人才培养基地。我们鼓励和资助优秀学生，根据自己的兴趣，在专业老师的指导下从事科学研究。近几年，85% 以上的本科毕业在国内或到国外高校和研究院所攻读博士或硕士学位，约10%的毕业生在国家机关、事业单位或大型公司就业。在研究生培养方面，大气与海洋科学系设有大气物理学与环境和气象学硕士点和博士点，均是全国重点学科。近几年，本系每年招博士生12-15名左右、硕士生14-18名左右。我们接受本校和其它重点院校的免试推荐硕士和博士研究生，同时欢迎有志于大气和海洋科学的学子直接报考。除大气与海洋科学专业的学生外，我们也欢迎来自数学、物理、化学等领域的学子投身大气和海洋科学。研究生毕业后，主要在气象局、环保局、海洋局、民航局等国家机关以及高校、中国科学院、大型企业等单位就业。