水平范围较小，生命期较短的天气系统。一般把水平范围在几百米到几十公里，
生命期只有几十分钟至二、三小时的天气系统，称为小尺度天气系统
例如积雨云、龙卷等；水平范围为几十至二、三百公里，生命期约一到十几小时的天气系统，称为中尺度天气系统，如飑线、雷暴高压、
中尺度低压等。对中小尺度天气系统的研究，是在分析暴雨、冰雹、龙卷等
强对流天气中发展起来的，研究成果对预报上述灾害性天气具有重要的意义。此外，山谷风、海陆风等局地环流，由于水平范围在一二百公里以内，有明显的昼夜变化，同中尺度天气系统的时空尺度相当，也可划分在中尺度天气系统范围内。但其性质与上述的中尺度天气系统有本质上的区别。
中小尺度天气系统除尺度小、生命期短以外，最主要的特点是气象要素的水平变化很大，因此所产生的天气远比锋面（见锋）、气旋等天气尺度系统剧烈。如飑线过境时，瞬时气压变化每分钟几乎可达1百帕,温度变化每15分钟可达10°C；风速可大到几十米每秒，铅直速度一般可达1～10米/秒,甚至曾观测到50米/秒以上的情况（大尺度天气系统一般为几厘米每秒），和水平速度同量级；铅直方向上的气压梯度力和向下的重力不平衡，即不满足静力平衡，水平
地转偏向力和
水平气压梯度力也不平衡，即也不满足地转平衡，水平加速度和水平地转偏向力、水平气压梯度力同量级，造成风和等压线不平行（见大气中的作用力、大气运动的平衡状态）。由于中小尺度天气系统的这些特点，在进行中小尺度天气系统的天气分析时，要求有时空分布更为稠密和更加准确的探测资料。
了解中小尺度天气系统的物理机制，对作好强对流灾害性天气预报和人工影响天气工作很重要。然而中小尺度天气系统不是孤立的，它是在较大尺度天气系统的背景上活动的，它的发生发展同一定的环流背景和天气尺度系统的天气条件有关，同时它又对天气尺度天气系统有反馈作用。这是大气中各种不同尺度的天气系统间相互作用的一个复杂问题。
从20世纪60年代以来，随着气象测站的增密和
气象雷达、气象卫星等新技术的应用，中小尺度天气系统的分析研究有了很快的进展，在数值模拟（见大气运动数值试验）和预报方面也取得显著成就，但由于观测资料仍然不足，对中小尺度天气系统的了解,还很不全面,有待于进一步研究解决。