Поскольку погода, климат и водный цикл не имеют государственных границ, международное сотрудничество в глобальном масштабе имеет существенное значение для метеорологии и оперативной гидрологии, а также для получения пользы от их применения. ВМО обеспечивает основу для такого международного сотрудничества.

У истоков ВМО стоит Международная метеорологическая организация (ММО), основанная в 1873 г. для содействия трансграничному обмену метеорологической информацией. Созданная в 1950 г. ВМО стала специализированным учреждением Организации Объединенных Наций в 1951 г.  В мандат Организации входят вопросы метеорологии (погода и климат), оперативной гидрологии и смежных геофизических наук. Со времени своего основания ВМО играет уникальную и влиятельную роль в содействии безопасности и благосостоянию человечества. Она также укрепляет взаимодействие между национальными метеорологическими и гидрологическими службами Членов Организации и способствует применению метеорологии во многих сферах.

ВМО содействует свободному и неограниченному обмену данными и информацией, продукцией и услугами в реальном или близком к реальному масштабе времени по вопросам, касающимся обеспечения защиты и безопасности общества, экономического благосостояния и защиты окружающей среды. Она вносит вклад в разработку политики в этих областях на национальном и международном уровнях.

Посредством своих программ Организация играет ведущую роль в международных усилиях по мониторингу и защите окружающей среды. В сотрудничестве с другими учреждениями системы Организации Объединенных Наций и национальными метеорологическими и гидрологическими службами ВМО оказывает поддержку осуществлению ряда конвенций по окружающей среде и выполняет важную функцию, предоставляя консультации и оценки правительствам по соответствующим вопросам. Эта деятельность вносит вклад в обеспечение устойчивого развития и благосостояние народов.

Национальные метеорологические и гидрологические службы Членов ВМО круглосуточно ведут работу для обеспечения жизненно важной метеорологической и климатической информации по всему миру. Их ранние и надежные предупреждения о суровых погодных явлениях и колебаниях качества воздуха, а также изменчивости и изменении климата позволяют лицам, принимающим решения, сообществам и отдельным лицам лучше подготовиться к происходящему. Выпуск ими предупреждений помогает спасти жизни и имущество людей, обеспечить охрану ресурсов и окружающей среды и поддержку социально-экономического роста.

Миссия ВМО заключается в том, чтобы: 

• содействовать международному сотрудничеству в создании сетей станций, производящих метеорологические, а также гидрологические и другие геофизические наблюдения, относящиеся к метеорологии, и способствовать созданию и поддержанию центров, занимающихся обеспечением метеорологического и других видов соответствующего обслуживания;
• содействовать созданию и поддержанию систем для оперативного обмена метеорологической и другой соответствующей информацией;
• содействовать стандартизации метеорологических и других соответствующих наблюдений и обеспечивать единообразное издание данных наблюдений и статистических данных;
• содействовать применению метеорологии в авиации, судоходстве, при решении водных проблем, в сельском хозяйстве и в других областях деятельности человека;
• содействовать деятельности в области оперативной гидрологии и более тесному сотрудничеству между метеорологическими и гидрологическими службами;
• поощрять научно-исследовательскую деятельность и деятельность по подготовке кадров в области метеорологии и, по необходимости, в смежных областях, а также содействовать координации международных аспектов такой деятельности по проведению научных исследований и подготовке кадров.