Khí hậu được xác định bởi một số yếu tố, bao gồm cách khí quyển, đại dương và lục địa phản ứng với bức xạ mặt trời làm nóng hành tinh. Đại dương đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định khí hậu lâu dài , khi chúng vận chuyển và giải phóng nhiệt tích trữ từ từ qua hàng trăm năm.
Khí hậu Trái đất là một hệ thống rất phức tạp liên quan đến các loại khối đất, điều kiện khí quyển và thậm chí cả các sinh vật sống khác nhau. Khí hậu của hành tinh phát triển chậm trong hàng triệu năm để đáp ứng với cả động lực bên trong của chính nó và những thay đổi do các yếu tố bên ngoài mang lại. Các sự kiện, chẳng hạn như núi lửa phun trào, sự thay đổi trong sản lượng mặt trời và thậm chí là sự thay đổi thành phần khí quyển do công nghiệp gây ra, đều có tác động đến khí hậu.
Khí hậu được cung cấp bởi nhiệt từ mặt trời. Khí quyển có thể vận chuyển nhiệt năng rất nhanh, trong khi các dòng hải lưu có ảnh hưởng lâu dài hơn nhiều đến khí hậu. Băng tuyết trên bề mặt hành tinh cũng đóng một vai trò quan trọng bằng cách phản xạ nhiệt năng trở lại không gian. Ngay cả ngành công nghiệp của con người cũng góp phần định hình khí hậu Trái đất, vì lượng nhiệt lớn hơn đã bị giữ lại trong khí quyển bởi carbon dioxide và các khí nhà kính khác sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch.