Biến đổi khí hậu Trái Đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thủy quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm. Sự biển đổi có thể là thay đổi thời tiết bình quân hay thay đổi sự phân bố các sự kiện thời tiết quanh một mức trung bình. Sự biến đổi khí hậu có thế giới hạn trong một vùng nhất định hay có thế xuất hiện trên toàn Địa Cầu. Trong những năm gần đây, đặc biệt trong ngữ cảnh chính sách môi trường, biến đổi khí hậu thường đề cập tới sự thay đổi khí hậu hiện nay, được gọi chung bằng hiện tượng nóng lên toàn cầu. Nguyên nhân chính làm biến đổi khí hậu Trái Đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa khí nhà kính như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác.
Những nhân tố có thể làm cho sự biến đổi khí hậu xuất hiện là thay đổi bức xạ khí quyển, bao gồm các quá trình như biến đổi bức xạ mặt trời, độ lệch quỹ đạo của Trái Đất, quá trình kiến tạo núi, kiến tạo trôi dạt lục địa và sự thay đổi nồng độ khí nhà kính. Nhiều phản ứng khác nhau của môi trường về biến đổi khí hậu có thể tăng cường hoặc giảm bớt các biến đổi ban đầu. Một số thành phần của hệ thống khí hậu, chẳng hạn như các đại dương và chỏm băng, phản ứng chậm với biến đổi bức xạ mặt trời vì khối lượng lớn. Do đó, hệ thống khí hậu có thể mất hàng thế kỷ hoặc lâu hơn để phản ứng hoàn toàn với những biến đổi từ bên ngoài.
Trong hoàn cảnh biến đổi khí hậu, các yếu tố nhân sinh cũng ảnh hưởng đến khí hậu. Quan điểm khoa học về biến đổi khí hậu được nhiều người đồng ý là "khí hậu đang thay đổi và những thay đổi này một phần lớn do tác động của con người." Do đó, các cuộc thảo luận đang hướng vào 2 cách, một là giảm tác động của con người và tìm cách thích nghi với sự biến đổi đã từng xảy ra trong quá khứ và được dự kiến xảy ra trong tương lai.
Vấn đề được quan tâm nhất trong yếu tố nhân sinh là việc tăng thêm lượng khí CO2do đốt nhiên liệu hóa thạch, tạo thành các sol khí tồn tại trong khí quyển và sản xuất xi măng. Các yếu tố khác như sử dụng đất, sự suy giảm ôzôn[7] và phá rừng, cũng góp phần quan trọng làm ảnh hưởng đến khí hậu, vi khí hậu.