中国气象科学研究院通过多种形式,全面加强与国内相关高校和科研机构的合作交流, 与北京大学联合建立了大气水循环与人工影响天气联合研究中心,与北京师范大学联合建立了遥感与气候信息开放研究实验室,与中科院青藏高原所、中科院寒旱所联合建立了冰冻圈与环境联合重点实验室,与浙江省气象局共建了中国气象科学研究院浙江分院。与青海省气象局共建WMO中国大气本底基准观象台,与北京市、黑龙江省和浙江省气象局分别共建北京上甸子、黑龙江龙凤山、浙江临安3个国家野外科学观测研究站,与湖北省、云南省和新疆维吾尔自治区气象局分别共建湖北金沙、云南香格里拉、新疆阿克达拉3个区域大气本底观测站。与上海、安徽、湖北和广东省气象局分别共建了长三角、淮河流域、华中和华南4个中尺度观测与应用试验基地,与广东省气象局共建广州从化雷电野外试验基地。与航空装备研究所、天津大学、凌云科技集团有限公司、空军某航空部队联合开发机载下投式探空飞机,与中国兵器科学研究院签署战略合作伙伴协议。已有百余项科技成果和研究技术推广应用到部门、军队、航空、电力等业务中,积极发挥科技对国家防灾减灾和应对气候变化的支撑。