A medida que se fue desarrollando la astronomía en el Real Instituto y Observatorio de la Armada (INSOB), surgió en paralelo la necesidad de tomar datos meteorológicos, con la finalidad de aplicar correcciones a las medidas astrométricas mediante modelos de refracción atmosférica. Aunque las medidas pluviométricas se extienden en su registro a 1811, los datos meteorológicos se empezaron a publicar secuencial e ininterrumpida desde la aparición de los "Anales del Instituto y Observatorio de Marina de San Fernando" en 1870.
En la actualidad se dispone de dos estaciones meteorológicas automáticas instaladas en el recinto del INSOB, con adquisición de datos de temperatura, presión atmosférica, dirección y velocidad de viento y humedad relativa. Una de dichas estaciones, propiedad del Instituto Nacional de Meteorología, se encuentra integrada en la Red Meteorológica Nacional. Los datos de dichas estaciones se corrigen mediante los aparatos meteorológicos magistrales de INSOB.