1951年3月23日，在世界气象组织第一届大会上，原国际气象组织就改组为世界气象组织，成为政府间的国际气象合作机构，并与联合国建立了关系。1960年世界气象组织执行理事会决定把每年的3月23日定为世界性的纪念日。 每年的世界气象日都确定一个主题，要求各成员国每年在这一天举行庆祝活动，并广泛宣传气象工作的重要作用。所以实际上是世界气象组织成立的纪念日。
世界气象组织是世界各国和地区之间开展气象业务和气象科学合作活动的国际机构，总部设在瑞士瓦。世界气象组织拥有成员151个，中国是世界气象组织最早的创始国和签字国之一。世界气象组织的主要任务包括：促进世界范围气象观测网的建立和推行气象观测业务标准化。促进国际间的气象资料交换和提出观测、统计资料的统一规格；促进气象学在航空、航海、水资源、农业以及其它方面的应用；促进水文业务的开展和加强气象部门与水文部门间的合作；鼓励气象学及有关领域的科学研究和人员培训。
本世纪60年代以来，世界气象组织主要活动集中在以下几项国际合作计划；世界天气监视网计划；全球大气研究计划；人类和环境的相互作用计划；技术合作计划；教育和训练计划以及世界气候计划等。
1971年10月，第28届联合国大会通过决议，恢复中华人民共和国的合法席位。此后，我国陆续加入了联合国所属的一些专门机构,其中最早批准加入的专门机构就是世界气象组织。
历届世界气象日主题:
1961年——气象对国民经济的作用
1962年——气象应用于农业和粮食生产
1963年——运输与气象
1964年——气象—经济发展的一个因素
1965年——国际气象合作
1966年——世界天气监视网
1967年——天气与水
1968年——气象与农业
1969年——气象服务的经济效益
1970年——气象教育与训练
1971年——气象与人类环境
1972年——气象与人类环境
1973年——气象国际合作一百年
1974年——气象与旅游
1975年——气象与电信
1976年——气象与粮食生产
1977年——天气与水
1978年——气象与今后的研究
1979年——气象与能源
1980年——人类和气候变化
1981年——作为一种发展手段的世界天气监视网
1982年——从太空观测天气
1983年——气象观测员
1984年——气象为农业服务
1985年——气象与公共安全
1986年——气候变化,干旱与沙漠化
1987年——气象-国际合作的典范
1988年——气象与新闻媒介
1989年——气象为航空服务
1990年——气象和水文部门为减轻自然灾害服务
1991年——地球的大气
1992年——天气和气候为稳定发展服务
1993年——气象与技术转让
1994年——观测天气和气候
1995年——公众天气服务
1996年——气象为体育服务
1997年——天气与城市水问题
1998年——天气、海洋与人类活动
1999年——天气、气候与健康
2000年——世界气象组织—50年服务
2001年——天气、气候和水的志愿者
2002年——降低对天气和气候极端事件的脆弱性
2003年——我们未来的气候
2004年——信息时代的天气、气候和水
2005年——天气、气候、水和可持续发展
2006年——预防和减轻自然灾害
2007年——极地气象：认识全球影响