中国是1947年世界气象组织公约签字国之一。1972年2月24日加入世界气象组织。中国香港和中国澳门是地区会员。
自1973年起，中国一直是该组织执行理事会成员。世界气象组织历届主席和秘书长及高级官员均多次访华，受到中国国家领导人的接见。
在2004年6月召开的世界气象组织执行理事会第56次届会上，原中国气象局副局长颜宏被任命为世界气象组织副秘书长。
2007年5月7－25日，中国派团出席世界气象组织第十五次世界气象大会。会上，颜宏连任世界气象组织副秘书长，中国气象局局长郑国光当选世界气象组织执行理事会成员。
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