気温や湿度などのさまざまな気象要素を観測してデータ化し、統計としてまとめることは、気象予報や気象学において、さらには各地の気候を知る上でも重要なことである。
平年値とは、数十年間のデータを平均して算出される過去の気象の傾向を示す値である。極値とは、観測開始から継続して観測を行ってきた上で最も平均から外れた値である。平年値は気候を知る上で重要であり、極値はその観測地点の気象がどの程度の範囲で変動するかを知る上で重要なものである。
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初雪や桜の開花などは、気象に関連が深いことから季節現象として観測され、統計が取られる。季節現象のうち、生物に関するものは生物季節とも呼ばれる。
地上から見た気象やその他の自然現象の特徴や傾向のことを気候と呼ぶ。気象が主に現象や状態を視点としたものであるのに対して、気候はある地域での現象や状態の傾向である。地域によりさまざまな気候があり、気候の区分としてはケッペンの気候区分が広く使われる。
地球以外の天体でも、大気がある天体には気象現象が発生する。
土星の衛星であるタイタンは窒素とメタンの大気からなり、メタンの雨らしきものが降っていることがカッシーニの探査から分かっている。