천체와 지구대기의 물리적 특성 및 그것에 미치는 요인을 관찰,해석하고, 연구결과를 기초과학이나 항해, 기상예보 등 실제적인 문제에 적용하는 사람을 말하며, 크게 천문학연구원과 기상학연구원으로 대별된다. 이들은 정부기관, 정부출연연구소, 기업부설연구소, 관련제품 제조업체 등 다양한 분야에서 연구원으로 근무하거나, 대학교수로서 교육과 연구를 병행하기도 한다.
카메라, 분광계, 복사계, 광도계, 마이크로미터 등이 갖추어진 광학망원경, 전파망원경 또는 기타 기구를 사용하여 천체의 현상을 연구한다. 기본적인 물리법칙을 적용하여 혹성, 항성, 성운 및 은하계의 크기, 형태, 광도, 성분, 구조, 온도, 운동 등과 같은 특성을 측정한다. 관측자료를 해석하고 우주의 진화와 구조, 크기 등을 연구한다.
천체와 지구대기의 물리적 특성 및 그것에 미치는 요인을 관찰,해석하고, 연구결과를 기초과학이나 항해, 기상예보 등 실제적인 문제에 적용해야 하기 때문에 논리적 분석력과 수학적 분석력이 필요하다. 평소 탐구하기를 좋아하고 물리와 수학, 지구과학 등과 같은 기초과학에 대한 흥미와 지식이 필요하다.
천문 및 기상학연구원이 되기 위해서는 천문, 기상학과에 진학하여 석사 학위 이상의 학력을 소지해야한다. 자연과학분야의 학과는 개별학과보다 학부 단위로 학생을 선발하는 경우가 많아 대학 진학 후 자신의 적성에 맞는 학과를 선택할 수 있다. 석사과정에 진학하면 자신의 전공에 대한 보다 전문적인 지식을 쌓을 수 있다. 특히 채용 시 박사 학위 이상으로 지원자를 제한하는 경우도 많아 박사 또는 박사 후 과정의 교육을 지속적으로 받을 것을 염두해 두어야 한다. 그리고 연구원이 되기 위해서는 무엇보다 관련 분야의 연구경험이 중요하기 때문에 석사과정 중에 학내외에서 수행하는 다양한 연구 프로젝트에 참여해 보는 것이 필요하다. 또한 연구원에서 연구보조원으로 근무하거나 학생을 대상으로 하는 연수생 프로그램에 참여하면 입직 시 유리하다. 정부출연연구소의 정규직 연구원의 경우 보통 1년간 결원인원과 수요인원을 확인하여 연초나 연말에 공채를 통해 채용을 하며, 비정규직 연구원의 경우 결원 시 수시로 채용을 하기도 한다.