酒泉市的氣象記錄起始于1934年7月民國時期酒泉測候站。1949年9月空軍司令部在酒泉成立的航空測報處是酒泉地區(qū)氣象局前身，1972年10月改稱酒泉地區(qū)氣象局，2002年9月隨著酒泉撤地設市更名為酒泉市氣象局。
酒泉市氣象局下轄敦煌、肅北、安西、馬鬃山、玉門鎮(zhèn)、金塔、鼎新等8個氣象局站。其中敦煌、酒泉、馬鬃山為國家氣候觀象臺，安西、肅北、玉門鎮(zhèn)、金塔、鼎新站為國家氣象觀測站一級站。2001年成立的嘉峪關市氣象局，其職能和業(yè)務均由酒泉市氣象局承擔。阿克塞縣氣象站屬地方政府自建、自管的地方氣象站。酒泉市氣象局直屬科級事業(yè)單位5個：分別為酒泉市氣象臺（酒泉航天氣象基地）、酒泉市氣象科技服務中心（酒泉市慶典氣球服務中心、酒泉市氣象局機關后勤服務中心）、酒泉防雷中心、甘肅省氣象信息與技術裝備保障酒泉分中心（酒泉市人工影響天氣辦公室、酒泉制氫站）、酒泉國家氣候觀象臺。
