Dans la lignée des grands savants du xviie et du xviiie siècle, Wegener s'est intéressé à toutes les disciplines contribuant à la compréhension de la Terre – climatologie, volcanisme, paléontologie, magnétisme, océanographie, glaciologie, etc. Il s'est ainsi donné une vision globale de l'évolution de la planète.
Wegener fait ses études au Köllnisches Gymnasium de Berlin, puis aux universités de Heidelberg, d'Innsbruck etde Berlin. En 1904, après un an d'astronomie à la société Urania à Berlin, il devient docteur en soutenant une thèse sur l'histoire et l'usage des tables Alphonsines. Ces dernières, achevées en 1252, sous le patronage du roi Alphonse X de Castille, avaient permis, pendant près de quatre cents ans, de calculer les positions relatives du Soleil, de la Lune et des cinq planètes connues à l'époque. La météorologie, qui émet alors ses premiers balbutiements scientifiques, passionne Wegener. Il fait d'abord un passage à l'Observatoire aéronautique de Prusse à Tegel et accomplit plusieurs voyages en ballon afin de caractériser les circulations atmosphériques ; c'est au cours de l'un d'eux qu'il bat, avec son frère Kurt, le record mondial de durée de vol en aérostat. En 1906, invité en qualité de météorologue officiel, il assouvit sa passion pour le Grand Nord en participant à une exploration du Groenland, conduite par le Danois Mylius-Erichsen et destinée principalement à cartographier la côte nord-est de cette terre polaire. Déjà Wegener remarque que les positions géodésiques de certains sites ne correspondent pas aux mesures effectuées auparavant et concordent pour dessiner une hypothèse annonciatrice d'une grande découverte : le Groenland semble s'être déplacé vers l'ouest.
Après etre revenu de sa mission, il publie La Thermodynamique de l'atmosphère, qui restera longtemps un classique pour les étudiants en météorologie.
Wegener suppose que les continents actuels étaient regroupés à une certaine époque en un bloc unique qui s'est ensuite fragmenté,