華裔美籍氣象學傢。1915年1月7日生於中國河北滿城。1937年畢業於清華大學。1945年赴美。1948年獲美國芝加哥大學博士學位，1962年以後任該校教授。
他在博士論文《正壓大氣二維無輻輻散流的動力不穩定性》中給出的“正壓不穩定性判據”（見大氣動力不穩定性）為國際上普遍接受。1965年提出積雲對流參數化方案，1974年對它進行瞭修正。這個方案被廣泛的應用，並在以後的數值天氣預報和動力氣象學文獻中，統稱為“郭氏參數化方案”。
此外，郭曉嵐對大氣環流、斜壓動力不穩定性、熱帶氣旋的生成、大氣和地表的相互作用、大氣輻射等大氣動力學問題進行多方面的研究，由於他在大氣動力學基礎研究中的成就，1970年獲美國氣象學會羅斯比研究獎章。他的主要論文還有：《斜壓緯圈氣流中的三維擾動》（1952）、《大氣中的強迫經圈環流和自由經圈環流》(1956)《對流性渦旋和其眼生成的動力學》(1959)、《環型對流和非線性熱傳遞方程的解》(1961)和《一個準一維的考慮對流凝結加熱和混合作用的積雲模式的參數化》(1980)。