De oorsprong het Nederlands Meteorologisch Instituut gaat terug op het werk van C.H.D. Buys Ballot (1817-1890) en F.W.C. Krecke, afgestudeerden aan de Universiteit van Utrecht. Zij deden meteorologische waarnemingen op het bolwerk Sonnenburg te Utrecht. Min of meer apart van deze twee opereerde Luitenant-ter-Zee Jansen die zich bezig hield met het verzamelen van oceanografisch en maritiem meteorolo-gisch materiaal. Hij probeerde zowel commandanten van de marine als kapiteins van koopvaardijschepen te interesseren voor het doen van weerkundige waarne-mingen. Al spoedig kon worden aangetoond dat met behulp van dit gerangschikte materiaal de vaarroutes, onder andere naar de "Oost" aanmerkelijk konden worden bekort. De werkzaamheden werden financieel ondersteund door het Provinciaal Utrechts Genootschap van Kunsten en Wetenschappen, het Koninklijke Instituut van Ingenieurs en het Bataafs Genootschap van Proefondervindelijke Wijsbegeerte. Omdat de rol van het instituut zich al snel ontwikkelde tot een van de meest voor-aanstaande van Europa besloot Buys Ballot financiële steun aan te vragen bij de overheid. Na het bezoek van Thorbecke aan het observatorium in Utrecht was hij snel overtuigd van het nut van een dergelijk instituut en deed een financiële toe-zegging. Op 31 januari 1854 werd bij Koninklijk Besluit de oprichting van het Ko-ninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut een feit. Na de erkenning als rijksin-stituut in 1854 werd het KNMI ondergebracht bij de afdeling Nijverheid en Telegra-fie van het ministerie van Binnenlandse Zaken en Marine. In de periode 1951-1954 viel het KNMI onder het ministerie van Marine. Vanaf 1955 valt het rechtstreeks onder het ministerie van Verkeer en Waterstaat.

In 1956 begon het KNMI vanwege de grote bouwactiviteiten met de uitgifte van bouwweerberichten in overleg met de Studiecommissie Weersinvloeden, het ministerie van Volkshuisvesting en Bouwnijverheid.

In 1958 was het KNMI als adviserende instantie betrokken bij het nemen van maatregelen tegen de gevolgen van mogelijke radioactieve neerslag. Het instituut nam onder andere deel aan de werkgroep voor het ontwerpen van een waarschuwings- en meldsysteem voor radioactieve neerslag bij eventuele kernexplosies. De leiding lag bij het hoofd Bescherming Bevolking van het ministerie van Binnenlandse Zaken.

Vanaf 1971 werd er internationaal een aantal onderzoeken uitgevoerd in de sectoren meteorologie en oceanografie. Deze wetenschappelijke samenwerking tussen een of meerdere lidstaten van de Europese Gemeenschap werd door de EG-commissie voor Wetenschappen gecoördineerd.

In de nota "Het ruimtevaartbeleid in de jaren '80" werd het voornemen tot participatie in een operationeel meteorologisch satellietprogramma (Meteosat-1) aangegeven. Het KNMI had in 1977 al beschikking over de beelden van het Europese Meteosat-1, ook al had Nederland niet gekozen om deel te nemen aan dit programma.

In 1998 is de status van het KNMI gewijzigd van volwaardig deel van Verkeer en Waterstaat naar Agentschap. Dit komt er op neer, dat het managementteam van het KNMI meer vrijheid heeft op vooral het financiële vlak.

In 1899 werd het College van Curatoren in het leven geroepen. Dit college verleende op verzoek en op eigen initiatief bijstand en advies aan de minister van Verkeer en Waterstaat en de hoofddirecteur van het KNMI inzake de algemene lijnen waarlangs het wetenschappelijk onderzoek zich diende te ontwikkelen en de gebieden waarop de dienstverlening zich diende te richten. Op 28 februari 1974 werd de naam veranderd in College van Bijstand. Het college werd in 1984 opgeheven.

Het agentschap KNMI richt zich op het opstellen van algemene weersverwachtingen en waarschuwingen voor gevaarlijke weersomstandigheden, de monitoring van het klimaat, het inwinnen van meteorologische data, het beheren van de infrastructuur die daarvoor nodig is, modelontwikkeling, luchtvaartmeteorologie en wetenschappelijk onderzoek op het gebied van weer, klimaat en seismologie. De taken van het KNMI zoals vastgelegd in de Wet op het KNMI zijn als volgt: a. het beschikbaar maken, houden en stellen van een algemeen weerbericht voor de Nederlandse samenleving; b. het beschikbaar maken, houden en stellen van KNMI-gegevens; c. het beschikbaar maken, houden en stellen van luchtvaartmeteorologische inlichtingen; d. het verrichten van onderzoek; e. het adviseren van Onze Minister op het terrein van de meteorologie en andere geofysische terreinen; f. deel te nemen in internationale organisaties op het terrein van de meteorologische en andere geofysische terreinen; g. het onderhouden van de nationale infrastructuur voor de meteorologische en andere geofysische terreinen.

De hoofddirectie heeft als centrale taak leiding te geven aan de organisatie. Ze draagt zorg voor de (strategische) beleidsvorming en heeft de eindverantwoordelijkheid over de uitvoering hiervan. Het gevoerde (strategische) beleid dient hierbij in overeenstemming te zijn met de bovenstaande taken van het KNMI.

Het KNMI heeft zijn activiteiten georganiseerd in vier sectoren: 1. Weersverwachtingen en Adviezen: de sector Weersverwachtingen en Adviezen (WA) is verantwoordelijk voor de productie, levering en verspreiding van algemene en specialistische weersverwachtingen, weergegevens en de daarop gebaseerde adviezen en waarschuwingen. 2. Waarnemingen en Modellen: de sector Waarnemingen en Modellen (WM) is verantwoordelijk voor het functioneel beheer van de operationele processen van het inwinnen, bewerken, valideren, opslaan en distribueren van waarnemingen (data) en modelgegevens. 3. Klimaatonderzoek en Seismologie: de sector Klimaatonderzoek en Seismologie (KS) is verantwoordelijk voor onderzoek naar het klimaat en klimaatverandering en voor informatie en advies over klimaatbeleid. 4. Meetsystemen en Infrastructuur: de sector Meetsystemen en Infrastructuur (MI) is verantwoordelijk voor de technische aspecten van het waarnemen, van het transport, van de bewerking en van opslag van gegevens.