นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศคือบุคคลที่ศึกษาชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเป็นชั้นของก๊าซที่ล้อมรอบดาวเคราะห์และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลก นักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศบางคนอาจศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่น แต่เนื่องจากความเกี่ยวข้องกับชีวิตมนุษย์บรรยากาศของโลกจึงเป็นวัตถุของการศึกษาทั่วไป วิทยาศาสตร์บรรยากาศเป็นสนามที่กว้างมากที่ครอบคลุมสาขาอื่น ๆ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ในชั้นบรรยากาศอาจเป็นนักอุตุนิยมวิทยานักอุตุนิยมวิทยานักอุตุนิยมวิทยานักฟิสิกส์ชั้นบรรยากาศหรือนักวิทยาศาสตร์ประเภทอื่น ๆ งานจริงที่ดำเนินการในวิทยาศาสตร์บรรยากาศแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญและอาจเกี่ยวข้องกับอะไรจากการพยากรณ์อากาศเพื่อการวิจัยมุ่งเป้าไปที่การป้องกันการเสื่อมสภาพของชั้นบรรยากาศของโลก
บทบาทที่รู้จักกันดีและเปิดเผยต่อสาธารณชนมากที่สุดของนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศคือด้านอุตุนิยมวิทยา นักอุตุนิยมวิทยาเป็นนักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศซึ่งโดยทั่วไป แต่ไม่เพียง แต่มุ่งเน้นไปที่ปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศเช่นสภาพอากาศ อุตุนิยมวิทยาเป็นสนามที่รู้จักกันดีเพราะร้านข่าวส่วนใหญ่ใช้นักอุตุนิยมวิทยาเพื่อการพยากรณ์อากาศดังนั้นนักอุตุนิยมวิทยาจึงมักจะเห็นทางโทรทัศน์ รัฐบาลและ บริษัท ต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับหรือตามปรากฏการณ์ทางบรรยากาศมักจะจ้างนักอุตุนิยมวิทยาเช่นกัน
ชั้นบรรยากาศของโลกและชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นนั้นประกอบด้วยก๊าซหลากหลายชนิดที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและมีความไวต่อสารเคมีแม่เหล็กและสิ่งกระตุ้นประเภทต่าง ๆ ที่หลากหลาย เช่นนี้นักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศอาจเลือกที่จะทำงานหลักในเคมีของบรรยากาศ สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่สำคัญของเคมีในบรรยากาศก็คือปฏิกิริยาระหว่างสารเคมีที่มนุษย์สร้างขึ้นกับก๊าซในชั้นบรรยากาศ ก๊าซจำนวนมากที่เกิดขึ้นจากการกระทำของมนุษย์เช่นการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือของเสียไม่ว่าจะทำปฏิกิริยากับสารเคมีที่มีอยู่แล้วในบรรยากาศ สิ่งนี้สามารถส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อโลกเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในชั้นบรรยากาศสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างมีนัยสำคัญ
นักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศสามารถหางานทำในสภาพแวดล้อมทางวิทยาศาสตร์เชิงพาณิชย์หรืออุตสาหกรรมที่หลากหลาย บริษัท ข่าวสนามบินและหน่วยงานของรัฐมักต้องการนักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศคนเดียวหรือทีมนักวิทยาศาสตร์ดังกล่าวเพื่อการพยากรณ์อากาศ ห้องปฏิบัติการและธุรกิจที่เน้นการวิจัยและปรับปรุงคุณภาพอากาศอาจจ้างนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศเพื่อตรวจสอบคุณภาพอากาศและสภาพบรรยากาศอื่น ๆ ผู้เชี่ยวชาญเหล่านี้มักจะทำงานในห้องปฏิบัติการหรือสำนักงานหรืออาจดำเนินงานภาคสนาม ตัวอย่างเช่นบางส่วนบินไปรอบ ๆ และพายุเฮอริเคนพายุทอร์นาโดและปรากฏการณ์สภาพอากาศอื่น ๆ เพื่อทำการวัดและรวบรวมข้อมูล
