Dat deel van de atmosferische optica bezig met de studie van patronen waarneembaar met het blote oog. Deze laatste beperking is vaak enigszins versoepeld zodat het gebruik van eenvoudige hulpmiddelen zoals verrekijker of een polariserende filter. Onderwerpen opgenomen in de meteorologische optica zijn hemel kleur, mirages, regenbogen, halo's, glories, coronas en schijnt.