Сочинская метеорологическая станция является одним из первых государственных учреждений на Черноморском побережье Кавказа.
Первые метеорологические наблюдения велись еще с 1870 года доктором Сиверцовым с помощью приборов, выделенных Тифлисской физической обсерваторией. Об установке приборов известно только то, что место наблюдения расположено близ устья реки Сочи. Проводились измерения атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, измерялись скорость и направление ветра по 8-ми румбам, а также велись наблюдения за облачностью и осадками. Затем дважды, в 1875 и в 1884 годах, метеорологический пункт менял свое местоположение. До 1896 года он находилась в центральной части города и именовался Даховский посад. С учреждением Сочинской садовой и сельскохозяйственной опытной станции, на ее территории в начале 1896 года была организована метеорологическая станция. В задачи станции входило не только измерение атмосферного давления, температуры воздуха, морской воды, почвы, количества осадков, а также исследовалось влияние метеофакторов на произрастание и урожайность плодовых деревьев и ягодных кустарников.
С конца 1910 года жители Сочи стали читать информацию о погоде на первой странице газеты «Черноморский край», а в 1915 году в центре города была установлена витрина с метеосводками и прогнозом погоды на следующий день.
В 1934 году, в связи с организацией в стране единой Гидрометеорологической службы, метеорологическая станция была передана в её систему, а в 1936 году на её базе организовывается Агрометеорологическая станция 1-й категории. 1 декабря 1995 года Руководитель Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды А.И. Бедрицкий выдал метеостанции Почетное свидетельство о том, что метеорологические наблюдения проводятся с 1870 года. С 1 декабря 2004 года метеорологическая станция была перенесена на новое место вверх по склону на расстоянии 800 метров от предыдущего места. Высота станции составила 142 метра над уровнем моря и находится там до сего дня. В течении времени в работе станции происходили изменения, усовершенствовались и обновлялись приборы и оборудование, изменялись программы работ и наблюдений. Значительная модернизация приборов и оборудования произошла перед зимними Олимпийскими играми в г. Сочи 2014 года. Тогда на метеостанции был установлен автоматический метеорологический комплекс, который почти полностью заменил стандартные средства измерений и значительно улучшил точность метеонаблюдений. В 2018 году были установлены новые актинометрический приборы. В 2025 году метеорологической станции 2 разряда Сочи исполняется 155 лет.