W latach 1909/10 pracował nad swoją książką „Thermodynamik der Atmosphäre” (Termodynamika atmosfery), w której wykorzystał m.in. liczne wyniki wyprawy na Grenlandię. Jeszcze przed I wojną światową opublikował pracę o wędrówce kontynentów na podstawie analizy linii brzegowej kontynentów położonych po obu stronach Atlantyku, choć nie był w stanie wyjaśnić mechanizmu umożliwiającego dryf. Później zainteresował się meteorologią.

W 1919 Wegener został mianowany szefem Oddziału Badań Meteorologicznych w Deutsche Seewarte w Hamburgu, dlatego rodzina Wegenerów przeniosła się do tego miasta. W 1921 roku został mianowany profesorem nadzwyczajnym na niedawno (1919) założonym Uniwersytecie w Hamburgu. Trzy lata później, w 1924, Wegener otrzymał samodzielną katedrę w dziedzinie meteorologii i geofizyki na Uniwersytecie Karola i Franciszka w Grazu w Austrii. Tam zwrócił swe zainteresowania w stronę fizyki i optyki atmosfery, a także badań trąb powietrznych i cyklonów. Dzięki swoim zainteresowaniem sportami balonowymi stał się prekursorem badań mas powietrza za pomocą balonów meteorologicznych. Jego wykłady z termodynamiki atmosfery stały się klasycznym podręcznikiem pierwszej połowy XX wieku.