大气科学系是2017年新成立的以培养大气科学和气象科学为主的系。大气科学专业由内蒙古大学与内蒙古自治区气象局联合申办，2017年招收第一届本科生，主要培养、尤其为我国西部省（区）气象部门培养大气科学和气象学方面的专业人才。

大气科学专业的毕业生将具有扎实的数学、物理、大气科学基础和良好的科学、文化素养；系统掌握大气科学基本理论、基本知识和基本技能（包括气象操作技能）；具有理论分析、数据处理和相关应用的基本技能；能在气象、农牧业、生态、环保、水文等相关领域胜任科学研究、气象服务和管理工作。

本科学习期间，学生将学习大气科学等方面的基础知识和专业理论，受到科学思维、科学实验、资料信息处理技术等方面的专业训练。掌握大气科学业务应用、理论分析、数据处理和计算机模拟的基本技能。

主要学习的课程有大学英语、高等数学、概率统计、线性代数、流体力学、计算方法、数理方程、大学物理、FORTRAN 语言程序设计、地球科学概论、大气科学概论、天气学原理和方法、天气分析与预报、数值天气预报，气象统计预报、动力气象学、现代气候学、天气诊断分析、气象科技绘图等。

主要实践性教学环节包括大气探测实习、天气预报综合实习、现代气象业务、数值预报产品释用、临近和短时天气预报实习、毕业实习和毕业论文。

主要专业实践包括气象程序设计及绘图、气象统计方法、天气学分析基础、数值天气预报、天气学诊断分析、气象雷达资料处理及应用、气象卫星资料处理及应用、数值模式与模拟。

大气科学专业本科毕业生可在大气科学、应用气象、环境科学等相关专业继续深造；主要就业部门包括气象、环保、农牧业、民航和国防。