中山大学大气科学学院成立于2015年10月，是位于珠海市校区的整建制学院，是我国培养大气科学高级专门人才的重要基地。

中山大学大气科学学院成立于2015年10月，其前身是1961年创办的中山大学地理学系气象学专业。1979年，中山大学在地理学系气象学专业的基础上成立了气象学系，并开始招收天气动力学专业硕士研究生。1986年，气象学系更名为大气科学系，增设了气候学硕士点和大气物理学与大气环境本科专业。1998年获得气象学博士学位授予权，1999年开始招收气象学博士研究生。2001年获得大气物理学与大气环境专业硕士点，2009年获准设立大气科学一级学科博士后科研流动站，2010年获得大气科学博士学位授权一级学科。2015年10月，中山大学整合原环境科学与工程学院中的大气科学系、中山大学季风与环境研究中心和中山大学地球气候与环境系统研究院等学科机构，成立了大气科学学院。

学院现有教授19人，副教授13人，讲师4人。其中入选者1人（杨崧），973（重大）首席科学家2人（杨、董文杰），国家重点研发计划首席科学家2人（董文杰、戴永久），长江学者特聘教授2人（董文杰、戴永久）、杰青3人（王雪梅、戴永久、崔峻）、优青2人（袁文平、杭建）、青年入选者3人（吴欢、Jason Blake Cohen、苏酉伟）。已建立了从本科、硕士到博士的完整人才培养体系。目前设有大气科学、应用气象学两个本科专业；设有气象学、大气物理学与大气环境、气候变化与环境生态学三个硕士点和博士点。

中山大学大气科学学科以热带气象学、大气物理学、大气环境为主要研究对象和办学方向，是我国培养大气科学高级专门人才的重要基地。经过多年的建设和积累，学科已形成了季风与海/陆/气相互作用、热带气象学、中尺度气象学与数值模拟、大气环境与化学等四个具有鲜明地域特色和优势的研究领域，正在拓展热带大气-海洋-陆地耦合系统、气候可预测性和全球气候与环境变化等研究领域，目前是华南地区唯一拥有气象学和大气物理学与大气环境两个硕士点及大气科学一级学科博士点的学科。建有教育部热带海洋大气科学粤港澳联合实验室、广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室、中山大学地球气候与环境系统研究院、中山大学季风与环境研究中心、大气科学学院环境气象研究所等各级研究机构。

学院位于中山大学珠海校区。

2021年6月，中共中山大学大气科学学院委员会入选中共广东省委教育工委、广东省教育厅“两优一先”拟表彰对象。