На Руси с древних времен монахи отмечали в своих летописях необычайные климатические явления. Позднее в период становления и развития российской государственности цари оказывали личное внимание производству метеорологических наблюдений. Так, при царе Алексее Михайловиче начали вестись «Дневальные записи», благодаря чему имеется более 2000 метеорологических записей за 1657-1677 годы.

Петр 1 в 1695 г. приказал записывать сведения о погоде в «Походный журнал», который велся 30 лет. В январе 1720 г. в русском флоте в законодательном порядке были введены вахтенные журналы, в которые заносились наблюдения за ветром и переменами погоды. Первые систематические метеорологические наблюдения в России по распоряжению Петра I были начаты в Петербурге в 1722 г. Он же при организации Академии наук предложил «производить повсюду метеорологические наблюдения, а в наиболее важных местах поручать их продолжение надежным лицам».

Под руководством Академии наук были снаряжены две грандиозные экспедиции: первая Камчатская экспедиция В.Беринга (1725-1730 гг.) и Великая Сибирская (или Северная) экспедиция (1733-1743 гг.), которую называют еще Второй Камчатской.

По указанию сената, академический отряд экспедиции создал первую русскую инструментальную сеть от Казани до Охотска, Большерецка и Нижнекамчатска. Отряд имел в своем распоряжении 20 термометров, 4 гидрометра, 27 барометров.

Академический отряд покинул Петербург в начале августа 1733 г. Далее, сделав в пути остановки, в Твери и Нижнем Новгороде, 18 октября он приплыл по Волге в Казань, где и была создана первая метеорологическая станция.

Прибыв в Казань, академики первое время вели наблюдения сами, а затем подали в губернскую канцелярию «промеморию» о продолжении этих наблюдений и в качестве кандидата в наблюдатели представили учителя здешней городской школы Семена Куницына. Разрешение было получено и 27 ноября Семен Куницын пришел к академикам и принял у них «один барометр да один термометр, также для познания ветров анемоскопиум и компас с письменным наставлением на русском и латинском языке».

В конечном счете Академический отряд создал 24 наблюдательных пункта, среди которых: Казань, Екатеринбург, Тобольск, Томск, Туруханск, Иркутск, Якутск, Усть-Каменогорск, Красноярск, Тюмень, Охотск, Нижне-Камчатск, Верхне-Ленск и др., что представляет собой первый опыт организации метеорологической сети на столь обширном пространстве России.

В Казани С. Куницын вел инструментальные наблюдения за природными явлениями на протяжении 10 лет. С 1744 года систематические наблюдения прекратились и вновь возобновились лишь с открытием Казанского университета.

Нерегулярные наблюдения велись любителями-частными лицами. Сохранился дневник Казанского городничего Ивана Пыхачева, в котором отмечены выдающиеся явления в городе Казани за период с 1787 по 1805 г. Известный писатель С.Т. Аксаков – первый студент Казанского университета свидетельствует, что инструментальные метеорологические наблюдения велись при гимназии, где он учился (конец XVIII – начало XIX столетия).

Следует отметить также то большое влияние, которое оказал на становление и развитие метеорологических наблюдений и исследований в России в XVIII веке М.В. Ломоносов.  Он сам производил метеорологические наблюдения и наблюдения по атмосферному электричеству, изобретал и строил метеорологические приборы – анемометр для  определения скорости ветра, морской барометр для предсказания «штурмов» и другие. В 1751 г. Ломоносов построил в Петербурге первую в мире «метеорологическую с самопишущими приборами обсерваторию» и проводил систематические наблюдения, опубликованные им в «Ежемесячных сочинениях Академии наук» под заглавием «Наблюдения метеорологические в С. Петербурге, учиненные с 1751 по 1755 год».