每年的“世界气象日”，世界气象组织执行委员会都要选定一个主题进行宣传，以提高世界各地的公众对自己密切相关的气象问题的重要性的认识。每一个主题都集中反映了人类关注的与气象有关的问题。主题的选择主要围绕气象工作的内容、主要科研项目以及世界各国普遍关注的问题。
2009年世界气象日的主题为“天气、气候和我们呼吸的空气”，旨在呼吁人们关注气候变化和空气质量。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2007年发布的第四份气候变化评估报告认定，人类活动大量排放温室气体是造成全球气候变化的主因。IPCC还预计，随着气候变化加剧，洪水、干旱和其他天气和气候极端事件发生的频率和强度将会增加。此外，天气、气候和空气质量还与人类健康密切相关。空气中的颗粒物和相关污染物会危害人体的呼吸系统和心脏，导致人们患上哮喘、心脏病、肺癌等疾病。
早在上世纪50年代，世界气象组织就率先协调大气成分的观测和分析。通过利用地面实地观测站、遥感站、气球探空仪、飞机和卫星组成的全球网络，专业人员可定时采集有关温室气体、气溶胶和臭氧信息以及传统的气象和水文参数。掌握这些信息有助于人们对气象问题的研究，进而做到对灾害进行早期预警，提前防范，以最大限度地减轻灾害所造成的影响。世界气象组织秘书长雅罗在2009年世界气象日的致辞中强调，由于90%的自然灾害与天气、气候和水害直接相关，因此，加强气象工作，防灾减灾，有利于联合国千年发展目标的实现。
世界气象日历年主题
1962年气象对农业和粮食生产的贡献1961年气象
1963年交通和气象(特别是气象应用于航空)
1964年气象—经济发展的一个因素
1965年国际气象合作
1966年世界天气监测网
1967年天气和水
1968年气象与农业
1969年气象服务的经济效益
1970年气象教育和训练
1971年气象与人类环境
1972年气象与人类环境
1973年国际气象合作100年
1974年气象与旅游
1975年气象与电讯
1976年天气与粮食
1977年天气与水
1978年未来气象与研究
1979年气象与能源
1980年人与气候变迁
1981年世界天气监测网
1982年空间气象观测
1983年气象观测员
1984年气象增加粮食生产
1985年气象与公众安全
1986年气候变迁，干旱和沙漠化
1987年气象与国际合作的典范
1988年气象与宣传媒介
1989年气象为航空服务
1990年气象和水文部门为减少自然灾害服务
1991年地球大气
1992年天气和气候为稳定发展服务
1993年气象与技术转让
1994年观测天气与气候
1995年公众与天气服务
1996年气象与体育服务
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年气象服务五十年
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年关注我们未来的气候
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
2008年观测我们的星球，共创更美好的未来
2010年世界气象日宣传主题
2010年世界气象日宣传主题
2009年天气、气候和我们呼吸的空气
2010年世界气象组织——致力于人类安全和福祉的六十年
2011年人与气候
2012年天气、气候和水为未来增添动力
2013年监视天气，保护生命和财产
2014年天气和气候：青年人的参与
2015年气候知识服务气候行动
2016年直面更热、更旱、更涝的未来
2017年观云识天
2018年智慧气象（Weather-ready,climate-smart）
2019年太阳、地球和天气”(TheSunTheEarthandTheWeather)
2020年气候与水（ClimateandWater）
2021年海洋，我们的气候和天气
