In epoca moderna apar primele gradatii de termometre: Fahrenheit (1710) – scara care poarta numele fizicianului Daniel Gabriel Fahrenheit, Réamur (1773) – dupa numele lui René Antoine Ferchault de Réaumur si Celsius (1786) – dupa numele astronomului suedez Anders Celsius. Daca scala termometrica inventata de german este utilizata si in zilele noastre ( in lumea anglo-saxona), scala inventata de suedez,( avand puncte fixe – punctele de topire si fierbere a apei), folosind sistemul zecimal , este dominanta in prezent. Mai tarziu, in 1848, englezul Kelvin (inginerul William Thomson, devenit lordul Kelvin) va stabili scala termometrica care ii poarta numele pornind de la zero absolut, fara valori negative si cu un ecart in grade Celsius.
In anul 1774, chimistul francez Antoine Lavoisier a stabilit compozitia chimica a aerului. Naturalistul elvetian Horace-Bénédict de Saussure realizeaza in 1773 primul higrometru cu fir de par. O serie de instrumente meteorologice sunt construite si de savantul rus Mihail Vasilievici Lomonosov, iar la 1790 J. Woltzman construieste primul anemometru. Amiralul englez Francisc Beaufort (1774-1857) a intocmit prima harta cu izobare si tot el, in anul 1805 alcatuieste scara de tarie a vantului numita scara Beaufort.
Progresele pe linia dezvoltarii instrumentarului meteorologic au fost continuate prin aparitia: psihrometrului lui R. August (1825), psihrometrului construit de H. Pouillet in 1837, iar John Robinson construieste tot in acelasi an anemometrul cu cupe, care se foloseste si astazi.
In anul 1830, francezul Gaspard-Gustave Corriolis a studiat si definit forta de abatere produsa de miscarea de rotatie a Pamantului asupra corpurilor in miscare, lege care alaturi de legile termodinamicii, mecanicii fluidelor, frecarii, va fundamenta studiul dinamicii atmosferei.
Incepand din anul 1847, in investigatiile meteorologice se foloseste metoda sondajului aerian cu baloane pilot si zmeie. Pe linia efectuarii observatiilor meteorologice organizate, ducele de Toscana (Ferdinando II de Medici, 1610-1670) a initiat o retea meteorologica europeana, trimitand in mari orase europene termometre si barometre standard.
In secolul XVIII in Franta importanta meteorologiei a crescut atat de mult incat regele Ludovic al XVI-lea a dispus ca toti oamenii de stiinta si medicii sa efectueze observatii meteorologice. Intre anii 1772 si 1826 filozoful american Thomas Jefferson care a fost si presedinte al S.U.A. a efectuat observatii meteorologice.
In anul 1778 la Baden in Germania, s-a infiintat primul Institut meteorologic din lume, iar in anul 1780 la Mannheim, tot in Germania, s-a infiintat prima clasa de meteorologie, ce a functionat in cadrul Societatii Meteorologice Palatine, din cadrul Academiei de Stiinte. Aceasta societate stiintifica particulara germana a organizat prima retea de statii particulare din Europa, functionand intre anii 1780-1792 si cuprinzand 39 statii.
Organizarea unor retele de statii meteorologice de stat incepe sa se realizeze in diferite tari dupa anul 1842. Trebuie amintit aportul in aceasta directie a lui Alexander von Humboldt si G. V. Dooe in Germania, a lui Vasile Nazarovich Karazin, Zaharovski si Mihail Vasilievici Lomonosov in Rusia.
Incepe o noua etapa de dezvoltare a meteorologiei marcata de organizarea unor retele vaste de statii meteorologice in diferite state europene, intrucat vechea retea palatina era insuficienta. Astfel in 1856 in Franta existau 13 statii meteorologice , iar in Rusia in 1872 reteaua cuprindea 30 de statii.
In anul 1853, la Bruxelles, a avut loc prima Conferinta Internationala de meteorologie.
