天文学研究队伍中，以陈遵妫、张钰哲最有成绩。前者在1930—1937年，先后出版了《流星论》、《宇宙壮观》、《星体图说》、《民国二十五年六月十九日全食》、《恒星图》等7部专著。
张钰哲早年在美国获得博士学位，并发现“中华”号小行星，回国后于1933年出版了专著《天文学论丛》。
抗战时期，中央研究院天文所西迁，在昆明东郊建立了我国西部第一个天文台，并于1941年成功地观测了日全食。
气象学和气象事业方面，也有一定进展。1929年，南京钦天阁气象台落成，至1933年，全国各地的气象台已增至7处。
研究机构中，中央研究院气象研究所做了大量工作，发表的有价值专论不少，其中《华北雨量的变率》较为著名，它指出华北地区大部分地带雨量的变率都超过20％，因此华北旱灾频繁；此外，他们的重要研究成果还有《拉萨之气候》、《西藏高原及其四周之雨量》、《四川气候区域》、《中国高空气候初步检讨》、《中国气候区域新论》、《中国夏季风之进退》等。
气象学研究队伍中，蒋丙然、竺可桢、陈遵妫、陈正祥等成绩突出。竺可桢1929年起就担任中央研究院气象研究所所长，着力进行地面测候、高空测候及利用国内外预测报告按日绘制天气图来预告未来天气的研究工作。1931年，他出版了专著《中国气候区域》、《南京一年来之飑》；蒋丙然对气象学基本理论和台风研究有素，曾著有《实用气象学》、《气候学》、《气象器械及其观察法》等；陈遵妫则著有《农业气象学》、陈正祥著有《中国之霜期》、张印堂著有《云南气候的特征》等。