大氣科學學院建立于1944年，是我國最早建立的氣象學系。為國家經濟建設、社會發展和國防建設培養了大批優秀的氣象科技人才和業務骨干，造就了一批國內外學術權威和知名學者，已成為我國大氣科學研究和高層次人才培養的主要基地之一。是國家理科基礎科學研究和教學人才培養基地。其中“氣象學”學科從1988年就成為國家重點學科，在國家重點學科評選中排名國內同類學科第一。
大氣科學學院具有一個從本科到博士后的完整的人才培養體系�，F有二個系，氣象學系和大氣物理學系。擁有“氣象學”、“大氣物理和大氣環境學”、“氣候系統與氣候變化”三個博士和碩士點，是大氣科學一級學科博士學位授予單位和博士后流動站。 本院具有一支由中科院院士、資深教授和優秀中青年學者組成的學術思想活躍、結構合理并具有相當競爭力的師資隊伍�，F有中科院院士2人，973項目首席科學家3人，教育部長江學者特聘教授1人，國家杰出青年基金獲得者2人，新世紀“百千萬人才工程”國家級人選2人，教育部新(跨)世紀優秀人才2人，江蘇省 “333工程”中青年科技領軍人才2人。全院目前在職教職工67人。其中，專職教師49人，思政教師5人，實驗技術人員6人，職工7人。在49名專任教師中，教授18人，副教授16人，講師15人。其中，47人具有博士學位，35人具有海外留學經歷。近年來主持和承擔了大量國家級科研項目研究，在中尺度天氣、邊界層氣象、大氣環流與季風、短期氣候變率與預測、海洋大氣相互作用、氣候變化和數值模擬、大氣物理和大氣環境及大氣探測等領域取得了具有國際影響和富有特色的研究成果，多次獲得省部級科技獎和國家科技進步獎。已形成濃厚活躍的學術氣氛，開展了廣泛的國內外學術交流與合作，通過合作研究、派出留學與進修、接收外國留學生及聯合培養研究生等形式同國內外諸多高校和科研機構建立了緊密的交流合作關系。 本院教學科研設施齊全，建有多普勒天氣雷達、極軌/靜止衛星接收系統，EOS/MODIS衛星接收系統、風廓線儀、大氣風洞、高性能超級計算機群等，具有較好的教學和科學研究的基礎條件。設有北京、上海、江蘇、湖北、安徽、遼寧等教學實習基地;建有“中尺度災害性天氣教育部重點實驗室”、“南京大學氣候與全球變化研究院”“災害性天氣氣候研究所”、“南京大學大氣環境研究中心”、“全球變化研究中心”和“自然災害研究中心”等研究機構。 近五年來，本科畢業生一次分配到位率在95%以上。去向主要為：在國內外重要高校和研究機構攻讀研究生學位(占三分之一)、主要在中國氣象局系統及國家民航和環保系統從事氣象工作(占三分之一)和其它(占三分之一)。
南京大學大氣科學學院目前是國家教育部大氣科學指導委員會和中國氣象學會、江蘇省氣象學會教育和智力開發專業委員會的主任委員單位。