气候变化影响到各种自然和生物系统，如冰川退缩、冻土层融化、海面上升、飓风、洪水、暴风雪、干旱、森林火灾和物种灭绝、以及中高纬度地区生长季延长影响到物种分布、生态系统脆弱性等。气候变化的影响是跨越国界的，对所有的生灵，包括人类自身都构成威胁。气候变化是指气候平均状态随时间的变化。
气候变化，是指在一定范围内，气候平均状态在统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间的气候变动。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。
气候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，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。