茂名市最早建站是信宜，筹建于1953年，称为广东省信宜气象站。茂名气象站筹建于1971年9月，1972年4月1日正式开始观测。2002年，机构改革，设立各县(市)气象台，实行局、台合一。茂名市气象局（台）撤消局、台合一，改名为茂名市气象局。
机构设置方面，下设办公室、业务科、行政执法三个内设机构，气象台、茂名市气象科技信息服务中心、茂名市气象局财务核算中心、茂名市防雷中心（茂名市防雷设施检测所）四个直属事业单位。2003年12月，经茂名市机构编制委员会批复，成立茂名市防雷减灾管理办公室、茂名市海洋气象台、茂名市气象信息发布中心三个地方气象事业机构。现管辖信宜、高州、化州、电白四个县（市）气象局（台）和茂名博贺海洋气象观测站。
截至2008年底，在职总人数61人，离退休18人，其中离休1人。编内学历层次：研究生1人，本科18人，大专7人，中专1人。专业技术职称：高级职称4人，中级职称12人，初级职称12人。
公众气象服务方面，截至2008年底，公众服务项目从过去单一的天气预报，发展为森林火险等级、地质灾害、人体舒适度指数、紫外线、海洋预报等多元化服务。公众气象服务手段也更为丰富,发展为广播、报纸、气象影视节目、“12121”电话自动咨询、手机短信、互联网、电子显示屏、现场服务等多媒体服务体系。
决策气象服务方面，2000年3月制订《茂名市气象局决策服务周年方案》，决策气象服务进入规范化时代，增强了服务针对性、主动性、及时性和准确性，决策服务由只提供决策产品向直接提供决策建议转变。决策服务产品不断发展，从重大灾害性、关键性、转折性天气预警到气象灾害次生的山体滑坡、泥石流、病虫害爆发流行、森林火灾发布以及重要季节气象服务、重大社会政治经济活动、重要节假日气象保障服务等。
人影作业服务方面，2004年10月，茂名市政府发文《关于成立茂名市人工增雨减灾工作领导小组的通知》，由分管农业副市长任组长，气象局局长任副组长，指挥部办公室设在气象局，并负责实施，人工增雨作业进入制度化和规范化管理。
防雷减灾服务方面，1989年10月10日，茂名市编制委员会批准茂名市气象局成立茂名市防雷设施检测所。开展防雷设施检测、雷电灾害调查、鉴定，防雷工程验收，雷击风险等服务。1994年月3月28日，成立茂名市防雷工程公司，开展防雷设施的整改和安装服务。
气象科技服务方面，2003年初，使用全省统一的“121”服务平台，解决了广大市民在重大天气期间拨打“121”难的问题，当年的最高日拨打量达到40万分钟，成为当时广大群众获取气象信息的主要渠道。2001年4月，对专业用户和有关部门建立专业气象服务网站。2002年4月，开展手机气象短信服务，截至2008年底，手机及小灵通天气短信用户量达28万多，成为各类气象信息、预警信息发布的主渠道。
