Aerologie (Grieks: aerios = "in de lucht, hoog" en logos = wetenschap) ook wel weerwetenschap op grote hoogte, is een tak van meteorologie. Ze verkent de vrije atmosfeer met behulp van fysieke methoden en technische hulpmiddelen zoals weerballonnen (radiosondes). Deze weerballonnen dragen de meetinstrumenten de atmosfeer in en een zender aan boord stuurt de meetgegevens continu naar de aarde.
Radiosonde-aërologische beklimmingen worden doorgaans twee keer per dag uitgevoerd en meten luchtdruk, temperatuur, vochtigheid en wind tot een gemiddelde hoogte van 30 km. Twee verdere beklimmingen worden meestal uitgevoerd zonder meetapparatuur, die alleen windgegevens (van de radarpeiling) levert. Wereldwijd zijn er ongeveer 500 aerologische stijgstations.
Vooral voor de luchtvaart zijn de meetgegevens van de radiosondes van belang. Ze worden aangevuld met metingen op afstand van satellieten.