气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和离差（距平）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定。泛指各种时间尺度气候状态的变化。范围从最长的几十亿年到最短的年际变化。可分为地质时期气候变化、历史时期气候变化和现代气候变化。地质时期气候变化的尺度约104～108年，主要根据动、植物化石及各种遗迹间接研究。据考证其间经历过几次冰期与间冰期交替变化的过程;历史时期气候变化的尺度约102～103年，这时期已有人类出现，主要依据历史文献记录、动植物群的变化、树木年轮分析等手段研究。其间经历过温暖期与寒冷期、干期与湿期的交替变化过程，全球不同地区既有同步变化，又有反向变化;现代气候变化的尺度100～101年， 利用系统的气象记录研究。一般认为从19世纪末到20世纪上半叶，北半球广大地区气候回暖，尤其是北极和高纬度地区，气温上升显著，而南半球变化不大，到1940年前后变暖现象达到高峰，以后即开始变冷。