A ciência climática  está envolvida no estudo das mudanças do clima que têm ocorrido nos últimos tempos e investiga os níveis de mudanças os comparando ao histórico climático do planeta.

Dentro do estudo investigativo a respeito das estruturas e mudanças do clima do planeta Terra, são utilizados outros campos científicos de estudo como, por exemplo, a meteorologia. Há uma diferença entre tempo e clima, que grande parte da população desconhece.

O clima, de forma geral, é o estudo médio do tempo num período e local. O tempo, por sua vez, é o estado físico das condições atmosféricas existentes num momento e região, influenciando a vida e cotidiano do ser humano e das demais espécies da natureza.

No estudos climatológicos, o clima apresenta número considerável das condições de tempo para uma determinada região. No estudo do clima, considera-se as médias, variabilidade, condições extremas e frequências de fatores climáticos.

Numa visão geral a respeito das ciências climáticas, a meteorologia é a ciência destinada a estudar as condições de comportamento da atmosfera e a climatologia é uma área pertencente à meteorologia que estuda o mesmo comportamento atmosférico, mas detecta a média de ocorrência de comportamentos de modo estatístico. A climatologia é uma ciência ligada e dependente da meteorologia.

Para a simulação do clima são utilizados os modelos gerais de circulação, que de permitiem a compreensão dos atuais estados climáticos da Terra e a simulação do clima no futuro. Os modelos gerais de circulação, cuja sigla é GCMs, representam processos físicos da atmosfera, oceanos, camadas de gelo e a superfície rochosa e terrestre.

No contexto das ciências climáticas há o estudo das previsões de precipitações, entende-se que , com o aumento da temperatura nas últimas décadas, existe a possibilidade de elevação da evaporação e aceleramento do ciclo hidrológico, gerando secas nas áreas subtropicais e aumento da ocorrência de chuvas em grandes latitudes.

Segundo os modelos de investigação do IPCC, ainda não foi possível precisar por meio de simulações a previsão de chuvas e nevascas no futuro. Não sabe-se, ainda, como as precipitações do inverno irão se modificar nos continentes.

Os modelos climáticos do IPCC defendem a ideia que o CO2 é um controlador do clima, sendo um gás de efeito estufa, mas que tem elevado sua presença na atmosfera e elevado também a temperatura do planeta.

Em defesa a ciência climática, em outubro de 2009, mais de 1.700 cientistas ingleses assinaram uma declaração em que defendem a tese das mudanças climáticas serem de efeito das atividades antrópicas, o documento foi lançado contra a opinião dos céticos aos dados da ciência climática.