Sự khác biệt chính giữa thời tiết và khí hậu là thước đo thời gian. Thời tiết đề cập đến các điều kiện khí quyển ngắn hạn trong một khu vực, trong khi khí hậu biểu thị thời tiết trung bình hàng ngày trong một khoảng thời gian tương đối dài . Khí hậu cũng bao gồm số liệu thống kê về thời tiết khắc nghiệt.
Thời tiết thường được mô tả trong các khung thời gian ngắn như tuần, ngày, giờ và phút. Các điều kiện liên quan đến thời tiết bao gồm giông bão, bão băng, bão tuyết, lũ lụt, mưa đóng băng, mưa đá, tuyết, mưa đá, gió, mây che phủ, mưa và nắng. Các điều kiện liên quan đến khí hậu bao gồm vận tốc gió, ánh nắng mặt trời, độ ẩm, nhiệt độ không khí và các hiện tượng như mưa đá, sương giá và sương mù.
Thời tiết được dự báo bằng cách thu thập dữ liệu khí tượng, chẳng hạn như hướng và tốc độ gió, bức xạ mặt trời, độ ẩm, áp suất và nhiệt độ. Khí hậu được dự báo bằng cách tìm tổng hợp các số liệu thống kê về thời tiết trong một khoảng thời gian dài.
Mặc dù thực tế là dự báo khí hậu và thời tiết đều khó, nhưng việc dự đoán thay đổi khí hậu không đòi hỏi mức độ cụ thể tương tự như dự báo thời tiết. Điều này giúp dễ dàng dự đoán các điều kiện khí hậu có thể thay đổi như thế nào trong tương lai với mức độ tin cậy cao. Một điểm khác biệt chính giữa hai phương pháp này là nghiên cứu về thời tiết được gọi là khí tượng học, trong khi nghiên cứu về khí hậu được gọi là khí hậu học.