Ændring i globalt klima over lang tid. Klimaændringer måles i temperaturfald og temperaturstigninger i atmosfæren. I nogle perioder kan temperatursvingningerne være ret små, mens de i andre perioder kan være kraftige. Når den globale temperatur stiger over en periode, kalder man det global opvarmning. Et længerevarende fald i temperatur bliver betegnet en istid. Klimaændringer kan både have naturlige årsager og være menneskeskabte. Af rent naturlige årsager til klimaændringer kan nævnes vulkanaktivitet, oceanisk variabilitet, og udsving i solaktivitet. Udsving i temperaturer forårsaget af disse faktorer, omtaler man som naturlige variationer i klimaet. De fleste eksperter er enige om, at hovedparten af de temperaturstigninger, vi på det seneste har oplevet, skyldes udledningen af drivhusgasser. Der er sket en betragtelig stigning i udledningen af drivhusgasser siden den industrielle revolution. Stigningen skyldes menneskelige aktiviteter. Det meste af stigningen er en konsekvens af mere CO2 i atmosfæren som følge af brugen af fossilt brændstof. Mængden af metan i atmosfæren er også steget meget siden industrialiseringen. I dag stammer over halvdelen af al metan-udledning fra menneskelige aktiviteter. En væsentlig del af klimaændringerne skyldes processer som både forekommer naturligt og som mennesker bidrager væsentligt til: Aerosoler, glaciation og albedo. Mange gange accelererer mennesker de naturlige processer. Forudsigelser om klimaændringer langt ud i fremtiden laves ved hjælp af klimamodeller. Supercomputere arbejder med gigantiske mængder af data fra fortiden og nutiden i modellen for at give et bud på, hvordan klimaet vil arte sig årtier og endda århundreder ud i fremtiden. Modeller med kortere forudsigelser bruger meteorologer til at lave vejrudsigter. Studiet af klima og klimaændring kalder man klimatologi, og feltet indeholder de faktorer, der kan indvirke på klimaet i væsentlig grad. UNFCCC definerer klimaændring meget snævert, som klimaændring forårsaget af menneskets aktiviteter. Derfor indeholder UNFCCCs definition kun de ændringer, der er sket i nyere tid.