中國氣象學傢。祖籍安徽安慶。生於天津。1945年留學美國芝加哥大學，1948年以論文《大氣中能量的頻散》獲博士學位。1950年回國。1956年任中國科學院地球物理研究所研究員。1950～1963年在南京大學、清華大學、北京大學和中國科學技術大學任教。1977年主持中國科學院大氣物理研究所工作，1980年任所長（後任名譽所長）。1980年當選為中國科學院學部委員（院士），並任中國科學院副院長。歷任中國氣象學會第19、第20屆理事會理事長。1981年當選為芬蘭蘭科學院外籍院士。1983年任國際科學聯盟理事會和世界氣象組織聯合科學委員會(JSC)委員，同年當選為英國皇傢氣象學會會員。並被授予美國氣象學會榮譽會員。1987～1990年任國際地圈–生物圈計劃科學委員會(SC-IGBP)委員、中國委員會主席。1987年獲國傢自然科學獎一等獎。2003年獲世界氣象組織最高獎——第48屆國際氣象組織(IMO)獎。榮獲2005年度國傢最高科學技術獎。
葉篤正在大氣環流和動力氣象學等方面有重要貢獻。他早期從事大氣環流和長波動力學的理論研究，繼C.-G.A.羅斯比之後，提出瞭長波的能量頻散理論。這對大氣長波生消的預報具有實用價值。20世紀50年代，在青藏高原對大氣環流影響的研究中，首先提出瞭青藏高原在夏季是熱源的論點。1957年在《大氣準地轉運動的形成》一文中提出地轉適應的尺度理論。1958年出版的專著《大氣環流的若幹基本問題》（和朱抱真合著），全面概括瞭大氣環流的主要事實，對這些事實的本質及其相互關系作瞭理論探討，是深入認識大氣環流的維持機制和演變過程的重要著作之一。70年代後期以來，從事地–氣關系的研究。參與瞭世界氣候計劃(WCRP)和全球變化國際合作計劃(IGBP)的籌備和組織工作。葉篤正發表論著70餘篇，主要專著還有《西藏高原氣象學》（1960年，與楊鑒初、陶詩言、顧震潮合著）、《大氣運動中的適應問題》（1965年，與李麥村合著）、《青藏高原氣象學》（1979年，和高由禧等合著）等。