早期的氣象觀測並沒有統一的觀測規定，獲得的數據也不實時交換。按照專門規定的數字和符號把收集到的同一時間不同地點的氣象觀測記錄填在一張圖上，在圖上進行分析研究，這種圖就叫天氣圖。

在今天的電視天氣預報中仍常給出一張地麵天氣示意圖，通過這張簡化了的天氣圖，觀眾可以了解冷空氣前鋒的位置、大風和降雨區的位置等。可以說，天氣圖的出現在氣象學上意義重大，它把一個地點、一個地點的氣象要素有機地聯係到了一起。使我們的眼界由點擴展到麵。預報人員可以在短時間內通過天氣圖了解大範圍乃至全球的氣象情況，通過連續幾張天氣圖，推測天氣的未來變化。直到數值天氣預報問世，天氣圖一直是氣象人員預報天氣的主要工具。在數值預報蓬勃發展的今天，天氣圖仍不失為預報工具之一。

世界上的第一張天氣圖是因克裏米亞戰爭而誕生的。

1854年11月，曆史上著名的克裏米亞戰爭正在激烈進行，英法聯軍包圍了塞瓦斯托波爾，陸戰隊準備在黑海的巴拉克拉瓦港登陸。這時候，黑海上突然狂風大作，巨浪滔天。英法聯軍不戰自潰，幾乎全軍覆滅。

巴黎天文台台長勒弗裏埃受軍方之命研究這次風暴。他向各國氣象學家發信，收集風暴發生前後的氣象報告。報告收集到以後，他依次把同一時間各地的氣象情況填在一張圖上，一張張聯係起來一分析，發現這次風暴是自西北向東南方向移動的，當其到達黑海前一兩天，西班牙和法國已先受其影響。

勒弗裏埃分析後認為，如果當時歐洲設有氣象站，風暴情報就可以及時電告英法艦隊，就可能避免這次風暴的襲擊。1855年3月，他向法國科學院建議，組織觀測網，迅速地將觀測資料集中一地，分析繪製天氣圖。

勒氏的建議得到不少國家的響應。1856年，法國組建了第一個正規的天氣服務係統。歐洲的其他一些國家以及美國、日本也都相繼組織觀測網，開始拍發當日的氣象觀測結果，繪製天氣圖，開展天氣預報服務。

天氣圖是現代天氣預報的開端，它使天氣預報由點擴展到麵，使人們從“坐井觀天”飛躍到“放眼世界”。