从科学上讲，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传统意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定。
引起气候变化的原因很多，多数指的是由于人类活动所引发的气候变化，正如《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC，以下简称公约）第一条所特指，“气候变化”是指“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候变化。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变化”区分开来。
气候变化与温室效应密切相关。温室效应（又称“花房效应”）是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等辐射强迫高的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列严重
问题，引起了世界各国的关注。
