Khí hậu là định nghĩa phổ biến về thời tiết trung bình trong khoảng thời gian dài.[1] Thời gian trung bình chuẩn để xét là 30 năm,[2] nhưng có thể khác tùy theo mục đích sử dụng. Khí hậu cũng bao gồm các số liệu thống kê theo ngày hoặc năm khác nhau. Từ điển thuật ngữ của Nhóm hội thảo đa quốc gia về biến đổi khí hậu (The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) định nghĩa như sau:

Khí hậu trong nghĩa hẹp thường định nghĩa là "Thời tiết trung bình", hoặc chính xác hơn, là bảng thống kê mô tả định kì về ý nghĩa các sự thay đổi về số lượng có liên quan trong khoảng thời gian khác nhau, từ hàng tháng cho đến hàng nghìn, hàng triệu năm. Khoảng thời gian truyền thống là 30 năm, theo như định nghĩa của Tổ chức Khí tượng Thế giới (World Meteorological Organization - WMO). Các số liệu thường xuyên được đưa ra là các biến đổi về nhiệt độ, lượng mưa và gió. Khí hậu trong nghĩa rộng hơn là một trạng thái, gồm thống kê mô tả của hệ thống khí hậu.[3]

Sự khác nhau giữa Khí hậu và Thời tiết thường được tóm tắt qua thành ngữ "khí hậu là những gì bạn mong đợi, thời tiết là những gì bạn nhận được".[4] Trong lịch sử có một số yếu tố không đổi (hoặc chỉ thay đổi rất nhỏ theo thời gian) để xác định khí hậu như tọa độ địa lý, độ cao, tỉ lệ giữa đấtvà nước, và các đại dương và vùng núi lân cận. Cũng có các yếu tố quyết định khác sinh động hơn: Ví dụ, dòng hải lưu trong các đại dương đã làm cho phía Bắc Đại Tây Dương ấm lên 5 °C (9 °F) so với các vùng vịnh các đại dương khác.[5] Các dòng hải lưu cũng phân phối lại nhiệt độ giữa đất liền và nước trên một khu vực. Mật độ các loài thực vật cũng cho thấy sự ảnh hưởng của sự hấp thu năng lượng mặt trời,[6] sự duy trì nước lượng mưa trên cấp khu vực. Sự thay đổi của lượng khí nhà kính quyết định đến số lượng năng lượng mặt trời vào hành tinh, dẫn tới sự ấm lên hay lạnh đi trên toàn cầu. Ngoài ra, cũng có các yếu tố phức tạp khác để xác định khí hậu, nhưng có thỏa thuận chung là các phác thảo mở rộng được hiểu, ít nhất là trong phạm vi các biến đổi khí hậu trong lịch sử.[7]