無線電氣象學起始於天電的研究。20世紀20年代，許多歐洲科學家在廣頻譜範圍內對天電開始進行測量，發現了雷暴、雪暴、塵暴等都有天電現象。同時，隨著無線電通信的廣泛使用，人們發現電波在大氣中的傳播過程中具有折射、吸收、散射等現象，這些現象都同大氣狀態、雲雨係統、天氣過程等有關。
20世紀40年代，在雷達技術被引入氣象學之後，使電波在大氣中的傳播與大氣特性的相互關係的研究更加廣泛。雖然上述折射、吸收和散射等現象所引起的信息，對電波傳播來說是幹擾，但對氣象來說，則可用於大氣探測。60年代末，利用大氣微波輻射，從地麵和氣象衛星上進行大氣遙感，更加豐富了無線電氣象學的內容。
無線電氣象學的研究內容主要包括基礎理論和應用兩方麵。基礎理論主要研究對流層中大氣折射率對電波傳播的影響；大氣中氧和水汽對某些微波波段的吸收所造成的電磁波能量的衰減；雲和降水粒子對微波的吸收和散射所造成的能量衰減；電磁波在湍流大氣中的傳播過程中所發生的各種現象和規律等。
無線電氣象學在應用上，除直接用於改進無線電通信外，還可以運用大氣和雲、雨、湍流等對無線電波的吸收、散射、折射的原理，研究和利用主動或被動的微波大氣遙感裝備，探測大氣的溫度、濕度、雲、雨要素的分布和大氣湍流狀況，以及分析天氣過程等。
由於微波的短波（如毫米波或亞毫米波）技術的發展，使這些波段在大氣遙感和通信中的應用，有了一定的成效。