Ilmuwan atmosfer adalah individu yang mempelajari atmosfer bumi, yang merupakan lapisan gas yang mengelilingi planet dan sangat penting bagi keberadaan semua kehidupan di Bumi. Beberapa ilmuwan atmosfer mungkin juga mempelajari atmosfer planet lain, tetapi karena relevansinya dengan kehidupan manusia, atmosfer bumi adalah objek studi yang jauh lebih umum. Ilmu atmosfer sebenarnya adalah bidang yang sangat luas yang mencakup banyak bidang lain, sehingga seorang ilmuwan atmosfer mungkin seorang ahli meteorologi, klimatologis, fisikawan atmosfer, atau berbagai jenis ilmuwan lainnya. Pekerjaan aktual yang dilakukan dalam ilmu atmosfer sangat bervariasi dan mungkin melibatkan apa saja mulai dari memprediksi cuaca hingga penelitian yang bertujuan mencegah degradasi atmosfer bumi.
Peran ilmuwan atmosfer yang paling terkenal dan paling umum adalah di bidang meteorologi. Ahli meteorologi adalah ilmuwan atmosfer yang umumnya, tetapi tidak secara eksklusif, berfokus pada fenomena atmosfer seperti cuaca. Meteorologi adalah bidang yang terkenal karena sebagian besar outlet berita mempekerjakan ahli meteorologi untuk tujuan prediksi cuaca, sehingga ahli meteorologi biasanya terlihat di televisi. Pemerintah dan perusahaan yang bergantung pada atau berbasis pada fenomena atmosfer sering juga mempekerjakan ahli meteorologi.
Atmosfer bumi dan atmosfer planet lain terdiri dari campuran berbagai gas yang berinteraksi satu sama lain dan peka terhadap berbagai bahan kimia, magnet, dan jenis rangsangan lainnya yang berbeda. Dengan demikian, seorang ilmuwan atmosfer dapat memilih untuk bekerja terutama dalam kimia atmosfer. Salah satu fokus yang sangat penting dari kimia atmosfer adalah interaksi antara bahan kimia buatan manusia dan gas di atmosfer. Banyak gas yang dihasilkan melalui tindakan manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil atau produk limbah, bereaksi dengan bahan kimia yang sudah ada di atmosfer atau ditambahkan ke atmosfer. Hal ini secara drastis dapat berdampak pada Bumi karena perubahan kimia seperti itu di atmosfer mampu menyebabkan perubahan iklim yang signifikan.
Seorang ilmuwan atmosfer dapat menemukan pekerjaan di berbagai pengaturan ilmiah, komersial, atau industri yang berbeda. Perusahaan berita, bandara, dan lembaga pemerintah sering kali membutuhkan satu ilmuwan atmosfer atau tim ilmuwan semacam itu untuk tujuan prediksi cuaca. Laboratorium dan bisnis yang berfokus pada penelitian dan peningkatan kualitas udara dapat mempekerjakan ilmuwan atmosfer untuk memantau kualitas udara dan kondisi atmosfer lainnya. Para profesional ini sering bekerja di laboratorium atau kantor, atau mungkin melakukan kerja lapangan. Beberapa, misalnya, terbang ke dalam dan di sekitar badai, tornado, dan fenomena cuaca lainnya untuk melakukan pengukuran dan mengumpulkan data.