用流体力学方法，将大气运动过程及其现象在实验室内进行模拟，以研究大气运动各因子间的相互关系。实际大气的运动及其有关的现象非常复杂，它们往往是多种因子和物理过程相互作用的结果。如：大气环流的形成，青藏高原等地形对大气环流的影响，台风、龙卷等天气系统的形成和结构，以及不同地形条件下污染物的扩散（见空气污染气象学），都是很复杂的问题。还难以对它们进行详细的实际观测和研究，有些也难以通过数值试验进行模拟。而通过模型实验可以把大气运动过程在实验室内再现，对其内部结构进行详细的测量；也可以进行单因子的控制试验，以了解不同因子对大气运动的作用。