İklim değişikliği, tipik olarak onlarca yıl veya daha uzun sürelerdeki zaman dilimleri boyunca etkisini devam ettiren ve iklim özelliklerinin (örneğin; istatistiki testler kullanılarak) ortalama ve/veya varyanslarında gözlenen değişiklikler ile belirlenen iklim durumundaki değişikliğe denir. İklim değişikliği, doğal içsel süreçler veya; güneş döngüsündeki geçişler, volkanik patlamalar ve arazi kullanımı ile atmosfer bileşenlerindeki insan kaynaklı kalıcı değişiklikler gibi dış güçlere bağlı olarak gelişebilir. İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi'nin (UNFCCC) 1. Madde'sinde iklim değişikliği: "karşılaştırılabilir zaman dilimlerinde gözlemlenen doğal iklim değişikliğine ilaveten, doğrudan veya dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan insan kaynaklı sera gazı salımlarının iklimde meydana getirdiği değişiklik" olarak tanımlanmaktadır. Dolayısıyla UNFCCC, atmosfer bileşenlerinde meydana gelen insan kaynaklı bozulmalar ile doğal nedenlere bağlı gelişen iklim değişikliği arasında bir ayrım yapmaktadır. Ayrıca bkz. İklim değişikliği bağıtlığı ve Tespit ve Nitelendirme.

1) Karşılaştırabilir zaman dilimlerinde gözlenen doğal iklim değişikliğine ek olarak, doğrudan veya dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan sera gazları emisyonunun iklimde meydana getirdiği değişiklik.
2) İklimin niteliklerinin (özelliklerinin) ortalamalarında ve/veya değişkenliklerinde uzun bir dönem (onlarca yıl veya daha uzun süreler) itibariyle süreklilik kazanan ve istatistik olarak belirlenebilir olan değişiklik. İklim değişikliği, doğal içsel süreçler, dış güçler veya atmosferin bileşiminde veya arazi kullanımında insan etkileri ile meydana gelen değişiklikler nedenleriyle meydana gelebilir.

Doğrudan veya dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan insan faaliyetleri sonucunda (fosil yakıt kullanımı, arazi kullanımı değişiklikleri, ormansızlaştırma, sanayi süreçleri gibi) iklimde oluşan değişiklikler. Bu değişiklikler; kuraklık, çölleşme, yağışlardaki dengesizlik ve sapmalar, su baskınları, tayfun, fırtına ve hortum gibi meteorolojik olaylarda artışlar gibi belirtilerle kendini göstermektedir.