城市院是国家级科研院所，她的前身是成立于1974年的北京市气象科学研究所。1999年，中国气象局与北京市人民政府共同组建成立北京城市气象工程技术研究中心，挂靠北京市气象科学研究所。2002年，在国家公益类科研院所改革中，中国气象局北京城市气象研究所组建成立。2013年被科技部认定为城市气象研究国家国际科技合作基地。2018年10月26日，在中国气象局与北京市人民政府的共同支持与推动下，城市院挂牌成立。
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