自2001年7月13日北京獲得了第29屆奧運會舉辦權，到2008年北京奧運會、殘奧會圓滿成功舉辦，中國氣象部門為“有特色、高水平”的北京奧運會、殘奧會籌辦提供了一流的氣象保障服務，在奧林匹克歷史上創造了多項氣象界的世界紀錄。

    最早的奧運氣象服務：申奧成功後，為滿足奧運科研與技術儲備的需要，自2002年起，北京市氣象部門在每年的7月到9月，都要組織開展奧運舉辦期微氣候觀測，其觀測要素除常規氣象要素外，增加了與奧運賽事有關的係留艇、風廓線，GPS水汽觀測、微波輻射計、順義水上公園水溫、朝陽沙灘排球沙溫、國家體育場及香港賽馬場黑球溫度，以及與空氣質量和公眾出行有關的酸雨、花粉、紫外線和負氧離子等特種觀測項目。奧運微氣候觀測不僅為建立起奧運期間城市邊界層風、溫度的垂直分佈，為大氣穩定度及大氣污染物擴散背景分析提供了第一手數據與建模依據，也使得中國在奧運氣象服務史上同時創下了兩個“吉尼斯”紀錄：積累奧運會的氣象觀測資料最早、為奧運會提供相關氣象服務最早。

    最具權威的氣象服務：申奧成功後，北京奧運會最初確定的日期是2008年7月25日至8月10日。氣象部門首先想到7月下旬到8月上旬是北京“七下八上”主汛期，發生暴雨、高溫悶熱、大風和雷電等災害性天氣的頻率是一年中最高的時段。通過細緻分析近30多年北京夏季氣候背景資料，鄭重向北京奧組委提出建議，將北京奧運會推遲2至3周。理由是每年的8月8日前後立秋，天氣逐漸涼爽，災害性天氣出現的頻率也相對前一段有所減少，推遲2-3周舉辦北京奧運會較為適宜。2003年7月國際奧委會第115次全會批准了這個建議，正式通知北京奧組委，考慮到8月以後歐洲各大賽事日程安排，北京奧運會比原計劃推遲兩周，奧運會開幕日確定在2008年8月8日。

    海拔最高的氣象服務：奧運聖火在珠穆朗瑪峰的成功傳遞展示了中華民族對“更快、更高、更強”奧林匹克精神的追求，開創了奧運聖火傳遞的新歷史。為了做好珠峰火炬傳遞的氣象保障工作，中國氣象人克服珠峰及周邊地區氣象資料缺乏、地形複雜、電力通信和生活條件相當差等困難和挑戰，中央氣象臺聖火珠峰傳遞氣象保障隊在珠峰海拔5000～8000米之間不同高度上進行了針對性的氣象觀測，準確作出天氣預報，保證了中國登山隊珠峰傳遞奧運聖火取得圓滿成功。國家體育總局副局長胡家燕稱讚道：“三分在人，七分在天，氣象人把住了天。”珠峰氣象預報和服務也再次創下奧運史上氣象服務的“吉尼斯”記錄。

    涉及城市和地區最多的氣象服務：北京奧運會火炬自2008年3月24日在希臘奧林匹亞點燃後，北京奧運會火炬在境內外134個城市傳遞，歷時134天，是奧運史上傳遞路線最長、傳遞範圍最廣、參與人數最多的一次火炬接力傳遞活動。中國氣象部門承擔了為“和諧之旅”的奧運火炬傳遞提供境內外傳遞城市的天氣實況、天氣預報和服務的重任。氣象服務人員克服橫跨五大洲不同季節的天氣氣候特點及預報難度，中央氣象臺聯合全國各省（區、市）氣象臺密切監測，及時主動服務，保證了北京奧運火炬傳遞活動的圓滿成功。這樣的天氣預報覆蓋區域之廣，持續時間之長，參與預報服務人員之多，在氣象史上是絕無僅有的，成為奧運會歷史上提供氣象預報和服務涉及城市和地區最多的氣象預報服務。

    奧運史上首次實現人工消雨：面對奧運會開閉幕式和殘奧會開閉幕式的複雜天氣，北京市人影辦在各方面的支持配合下，依靠科學技術，通過大量科學實驗和實戰演練，合理布設了人工消減雨三道防線，在奧運會、殘奧會開閉幕式當日成功實施了人工消雲減雨作業，確保在奧運會、殘奧會開閉幕式時國家體育場上空無雨，使北京2008年奧運會、殘奧會開閉幕式閃亮登場、完美謝幕、不留遺憾，這在奧運史上是第一次。參加人工消減雨保障工作的俄羅斯氣象和水文局人工影響天氣專家柯涅夫教授對中國氣象部門取得的成績表示欽佩。北京奧運開閉幕式氣象保障服務從驚險到精彩，國內外媒體稱“奧運會開閉幕式人工消減雨作業充滿了神奇”。

    最為精準的氣象服務：根據奧運大家庭對北京奧運會氣象服務的需求，中國氣象部門通過實施奧運業務服務系統建設，構建了具有城市特色的高時空分辨率綜合氣象觀測系統，面向奧運氣象服務應用層面搭建了業務系統平臺，為奧運會各項賽事提供精細和多樣化的氣象監測信息和預報服務。據了解，往屆奧運會要求的氣象預報時效為0～48小時，而本屆奧運會氣象部門在奧運期間每日提供每個奧運場館、每天3次滾動、預報時效為0～72小時的逐3小時“無縫隙”多要素氣象預報服務。北京奧運氣象服務中心、青島奧運氣象服務分中心及上海、天津、瀋陽、秦皇島等協辦城市氣象臺精心組織，及時準確地提供了奧運開閉幕式、賽事的精細化預報及人性化服務，用中、英、法三種語言提供服務産品，這在奧運史上也是第一次。用北京奧組委官員的話説“奧組委競賽指揮部應該改名叫‘氣象指揮競賽部’”。

    最為人性化的氣象服務：面對各國運動健兒、海內外來賓以及國內外熱心奧運的各界人士對北京及協辦城市天氣的關心和需求，中國氣象局公共氣象服務中心、中國氣象報社等單位全力拓展氣象服務及宣傳渠道，創辦奧運史上第一份天氣資訊類報紙——《奧運天氣資訊》，創辦中英文奧運天氣專題節目，還專門為殘奧會提供手語氣象服務節目。通過中國天氣網，奧運氣象中英文網站、手機短信、顯示屏、電視、電臺、報紙等，為奧運大家庭方便地提供各類氣象信息和預報産品，同時積極與主協辦城市政府及交通、旅遊、航空、環保等部門溝通、聯動，確保了城市運行的順暢。奧運氣象服務社會效益評估顯示，奧運氣象服務公眾滿意度達到93.1%，實現了既定的“有特色、高水平”奧運氣象服務的全部目標。