Prvé teplotné záznamy siahajú až do roku 1800, keď boli urobené pre niekoľko miest. Hlavný rast siete meteorologických staníc nastal po roku 1908, keď bola prenesená zodpovednosť z minulej koloniálnej vlády na Commonwealth. Prvý podrobný opis podnebia z celého kontinentu bol vydaný v roku 1913. V súčasnosti sú tieto stanice používané na monitorovanie zmien podnebia z mesiaca na mesiac, z roka na rok. Zhromaždenie národných meteorologických staníc sa skladá z približne 6000 staníc zachytávajúcich množstvo zrážok, 500 staníc zaoberajúcich sa okrem zrážok aj teplotou, oblačnosťou, vlhkosťou a vetrom a 50 staníc merajúcich teplotu, veternosť a vlhkosť vo výške 15 až 20 kilometrov.

Dva vplyvy s globálnou škálou na Austrálske podnebie sú vzostupujúca vetva Headley Cell a zostupujúca vetva Walker Circulation.

Headley Cell je hlavný severo – južný prúd, premiešavanie v atmosfére okolo rovníka. Je poháňaný rozdielmi vyžarovaného tepla slnkom medzi rovníkom a pólmi. Vzduch, ktorý zostupuje do vyhrievaných trópov, urýchľuje východne, kým sa pohybuje na juh, až kým západne prúd vyrazí do vĺn a vírov dôverne známemu kľukateniu prúdov, vyššej troposféry, ktorá približne leží na povrchu vysokotlakového hrebeňa a strednej šírky.
V strede zimy (Júl), v oblasti tropického pásma sa sťahuje na severnú pologuľu a subtropického pásma zo sériou východne pohybujúcich sa anticyklón sťahujúcich sa severne nad Austráliu. Juhovýchodné až východné vetry prevažujú nad severnou polovicou kontinentu a Južná Austrália je ovplyvnená vetrami v severozápadnej až juhozápadnej Austrálii. V strede leta (Január), vysokotlakové pásmo smeruje južne cez rovník a severozápadné monzúnové vetry sa rozprestierajú nad Severnou Austráliou.

Walker Circulation vyžaduje pomalé veľkorozsahové východnozápadne premiešavanie pozdĺž rovníka s hlavnou bunkou ležiacou cez Pacifik. Vzduch zostupuje v ťažkozrážkovej oblasti do teplej západnej časti Pacifiku cirkulujúci južne vo vyššej troposfére a zostupuje cez studenú vodu na východe Pacifiku v opustených pobrežiach Chile a Peru.

Systém počasia: Tri hlavné typy denného systému počasia prispievajú modelu austrálskeho podnebia.

1. Východne smerujúce nízkotlakové systémy, s ich mimoriadne studenými dažďovými frontami, pohybujúce sa pravidelne cez južnú Austráliu na západe počas zimy.
2. The " Cut off " Lows na severe hlavného pásu západu, ktoré prinášajú zriedkavo veľmi silné dažďe do juhovýchodných štátov.
3. Tropické cyklóny, ktoré sa vytvárajú nad oceánom na severe Austrálie medzi decembrom a aprílom.

Tropické cyklóny sú najviac devastujúce z uvedených systémov počasia, ktoré zasahujú Austráliu prinášajúc so sebou pustošiace vetry a prudké dažde na pobrežné oblasti, kým sa pohybujú smerom do vnútrozemia.
Oni sledujú nespoľahlivé vzdušné cesty a ich frekvencia sa očividne rôzni z roka na rok, v priemere okolo 6 cyklónov priamo zasahujúcich Austrálske tropické pobrežie každoročne. Tropický cyklón Tracy, ktorý zasiahol Darwin na Štedrý Večer 1974 s maximálnou rýchlosťou vetra 217 km za hodinu, totálne zničil viac ako plovicu budov v meste a zanechal 65 smrteľne zranených ľudí a 145 vážne zranených.

Klimatické modely
Hlavné znaky austrálskeho podnebia sú zrejmé z priemerných ročných zrážok, dažďových dní a teploty. Silné dažde naprieč severnou Austráliou a pozdĺž východného tropického pobrežia odráža vplyv letných monzúnov a vplyv Veľkého Predelového pohoria na pobrežné juhovýchodné vetry na Queenslandskom pobreží. Oblasť s najvyšším počtom zrážok je Queenslandské pobrežie na juh od Cairns, kde mesto Tully má priemerné ročné zrážky 4048 mm. Oblasť s najnižším počtom zrážok je okolie jazera Eyre v Južnej Austrálii, odkiaľ sa rozprestierajú rozľahlé územia s nízkym počtom zrážok objímajúce Simpsonovu, Gibsonovu a Veľkú Viktórinu púšť.

Priemerný ročný rozsah teplôt z okolia 28°C na Kimberley pobreží na severe Západnej Austrálii, 4°C v alpinskom regióne v juhovýchodnej Austrálii. Priemerná denná maximálna teplota je od 40°C nad veľkým územím svernej časti Západnej Austrálii v lete a v zime okolo 0°C v najvýšších častiach Austrálskych Alpách. Priemerná nočná minimálna teplota je okolo 25°C pozdĺž severozápadného pobrežia v lete a v zime v Austrálských Alpách –6°C. Najvyššia zaznamenaná teplota je 53,1 °C v Cloncurry v Queenslande v Januári 1889 a najnižšia - 22,2°C v Charlotte Pas v Austrálskych Alpách v júli 1945.