Denominazione, proposta (1910) da W. Köppen, di quella parte della meteorologia che ha per oggetto l’indagine delle condizioni dell’atmosfera (temperatura, umidità, pressione, vento, nubi ecc.) nei suoi strati lontani dal suolo (atmosfera libera).
Le indagini aerologiche, a differenza di quelle meteorologiche comuni, si effettuano sistematicamente mediante sondaggi: dapprima unici mezzi di sondaggio furono cervi volanti e palloni con osservatori a bordo (1783: prime ricerche, su programma di A.-L. Lavoisier); si aggiunsero poi, alla fine del 19° sec., i palloni sonda, dotati di strumenti di misurazione e registrazione (meteorografi). Successivamente grande impulso alle ricerche aerologiche ha dato l’uso di radiosonde, di razzi e di satelliti artificiali attrezzati per scopi meteorologici. Coi primi satelliti meteorologici (primo esemplare il Tiros I, lanciato nel 1960) si perfezionarono le tradizionali tecniche televisive per inviare a terra immagini delle configurazioni nuvolose così come vengono osservate dallo spazio. Il vero salto di qualità nelle tecniche di telerilevamento per scopi aerologici si ebbe coi satelliti della serie sperimentale Nimbus (il primo lanciato nel 1964), equipaggiati con strumenti di tipo radiometrico e spettrometrico. Effettuando misurazioni in bande spettrali proprie dei gas atmosferici, si ottiene una sorta di stratigrafia dell’atmosfera e con procedimenti numerici molto complessi si determinano l’andamento verticale della temperatura atmosferica oppure del contenuto percentuale del gas assorbente (vapore acqueo, ozono ecc.). Dai profili di temperatura si ricavano quindi i profili del geopotenziale, cioè delle superfici isobariche che sono di primaria importanza nella dinamica dell’atmosfera.