本系教育目標以培養具有大氣科學相關知識之基礎人才及技術人才為主。在此目標下設有五大核心能力，本系開設之課程，均依據核心能力來進行課程規劃與設計。教學方式相當多樣化，除了教師課堂授課外，也包括了邀請校外學者專家演講、學生分組討論、專題報告與實作、天氣與氣候診斷分析、電腦上機實作、野外觀測、參觀教學與實務學習、移地教學、課後輔導等。

五大核心能力：
1.具有數理基礎能力
2.具有專業知識能力
3.具有實驗觀測能力
4.具有電腦應用能力
5.具有獨立思考能力