İklim Değişikliği; İklim sistemi, atmosfer, kara yüzeyleri, kar ve buz, okyanuslar ve diğer su kütleleri ile canlıları içine alan karmaşık olan ve etkileşimli bir sistemdir. Bu sistem, vakit içerisinde, kendi iç dinamiklerinin etkisi altında ve dış etmenler de bulunan farklılıklara bağlı olarak yavaş bir şekilde farklılaşma gösterir. Dış zorlamalar, volkanik patlamalar ve güneşle ile ilgili farklılıklar gibi doğal olan olaylar ile atmosferin bileşiminde yer alan insan kaynaklı farklılıkları bulundurur. Güneş radyasyonu, iklim sisteminin güç kaynağıdır. Yerküre'nin radyasyonunu etkileyen ve buna bağlı olarak iklimi farklılaştıran temel yollar yer almaktadır.

Gelen güneş radyasyonunda bulunan farklılıklar. Güneş radyasyonunun yansıtılan bölgesindeki farklılıklar. Yerküre'den uzaya geri gidebilen uzun dalgalı radyasyondaki farklılıklar. Bunların yanı sıra, rüzgârlar ve okyanus akıntılarının, yerküre yüzeyi üstündeki ısı dağılımında oynadıkları rol sebebiyle, iklim üstünde önemli etkileri yer almaktadır. İklim farklılığı, sebebi ne olursa olsun iklimin ortalama durumunda veya farklılığında onlarca sene veya daha uzun süre boyunca oluşan farklılıklar şeklinde tanımlanmaktadır.

Dünyamızın bugüne değin tarihi boyunca, yaklaşık olarak 4,5 milyarlık bir periyotta iklim sisteminde, milyonlarca seneden on senelere kadar bütün vakit ölçeklerinde doğal etmenler ve süreçlerle birçok farklılık meydana gelmiştir. Jeolojik devirlerdeki iklim farklılıkları, özellikle buzul hareketleri ve deniz seviyesindeki farklılıklar vasıtası ile sadece dünya coğrafyasını farklılaştırmak ile yetinmemiş, ekolojik sistemlerde de kalıcı farklılıklar meydana getirmiştir. Günümüzde bahsedilen küresel iklim farklılığı ise fosil yakıtların yakılması, arazi kullanımı farklılıkları, ormansızlaştırma ve sanayide oluşan zamanlar gibi insan etkinlikleriyle atmosfere gönderilen sera gazı birikimlerindeki hızlı yükselişin doğal sera etkisini (Yeryüzünde ve atmosferde tutulan ısı enerjisi, atmosfer ve okyanus dolaşımı ile yeryüzünde dağılır ve uzun dalgalı olan yer radyasyonu olarak atmosfere geri verilir. Bunun bir kısmı, bulutlarca ve atmosferde bulunan sera etkisini düzenleyen sera gazları ile su buharı, karbondioksit, metan, diazotmonoksit, ozon, gibi soğutularak atmosferden tekrar geri salınır.

Bu sayede yerküre yüzeyi ve alt atmosfer ısınır. Yerkürenin beklenenden daha çok ısınmasını oluşturan ve ısı dengesini düzenleyen bu vakit de doğal sera etkisi denmektedir). Kuvvetlendirmesi neticesinde yerkürenin ortalama yüzey sıcaklıklarındaki yükselişi ve iklimde meydana gelen farklılıkları ifade etmektedir. Sera gazı emisyonlarında bulunan bu yükseliş, özellikle 1750'li senelerden beri, yani sanayi devriminden bu yana net olarak gözlemlenmektedir. En önemli sera gazı olan CO2'nin atmosferde bulunan birikmesi sanayi öncesi zamanda yaklaşık 280 ppm'den (Milyonda bir parçacık) 2005 senesinde 379 ppm'e yükselmiştir. Sanayi öncesi zamanda yaklaşık olarak 715 ppb olan CH4 birikimi, 2005 senesinde ise 1774 ppb'e yükselmiştir. Küresel atmosferik diazot monoksit birikimi %18 miktarında yükseliş göstermiş ve sanayi öncesi yaklaşık olarak 270 ppb'den 2005 senesinde 319 ppb'ye yükselmiştir.