La climatologia (dal greco κλίμα klima, ovvero "regione, zona", e λογία logìa) è la branca delle scienze della Terra e delle scienze dell'atmosfera che si occupa dello studio del clima, ovvero, scientificamente parlando, delle "condizioni medie del tempo meteorologico in un periodo di tempo di almeno 20-30 anni". Attraverso opportuni modelli fisico-matematici detti modelli climatici si possono studiare le dinamiche del clima e fare delle previsioni climatiche per il futuro evidenziando eventuali mutamenti climatici.

Il clima (dal greco clinamen che vuol dire "inclinato") è lo stato medio del tempo atmosferico a varie scale spaziali (locale, regionale, nazionale, continentale, emisferico o globale) rilevato nell'arco di almeno 30 anni (secondo la definizione ufficiale fornita dalla Organizzazione meteorologica mondiale). È in massima parte una funzione dell'inclinazione dei raggi solari sulla superficie della Terra al variare della latitudine; a ciascuna fascia climatica-latitudinale della Terra corrispondono caratteristiche fisico-ambientali diverse in termini di flora e fauna detti biomi (es. foreste pluviali, deserti, foreste temperate, steppe, taiga, tundra e banchisa polare), influenzando fortemente le attività economiche, le abitudini e la cultura delle popolazioni che abitano il territorio. La principale caratteristica del clima rispetto al comune "tempo meteorologico", oltre all'intervallo temporale di osservazione e studio, è l'avere un andamento che tende a mantenersi stabile nel corso degli anni pur con una variabilità climatica interannuale dovuta alle stagioni e di medio-lungo periodo che vi si sovrappone. L'attenzione scientifica negli ultimi decenni si è spostata sempre più sulla comprensione o ricerca approfondita dei meccanismi che regolano il clima terrestre, specie in rapporto ai temuti cambiamenti climatici osservati negli ultimi decenni (es.riscaldamento globale). La disciplina scientifica che studia tutti questi aspetti è la climatologia.