İklim değişikliği, Dünya'nın küresel ikliminde veya bölgesel iklimlerde zaman içinde meydana gelen farklılık anlamına gelir. İklim değişikliği artık özellikle soğuk ülkelerde büyük bir endişe kaynağıdır. İklim değişikliği daha sıcak veya daha soğuk olabilir. Buna küresel ısınma ve küresel soğuma da dahildir.

On yıllardan milyonlarca yıla kadar değişen zaman ölçeklerinde atmosferin durumundaki değişiklikleri tanımlar. Bu değişikliklere Dünya'nın içindeki süreçler, dışarıdan gelen güçler (örneğin güneş ışığı yoğunluğundaki değişimler) veya son zamanlarda insan faaliyetleri neden olabilir. Buzul çağları öne çıkan örneklerdir.

İklim değişikliği, bir bölgenin (veya tüm Dünya'nın) hava durumunda önemli bir süre boyunca meydana gelen uzun vadeli değişikliklerdir. İklim değişikliği, iklimdeki anormal değişimler ve bu değişimlerin Dünya'nın diğer bölgeleri üzerindeki etkileriyle ilgilidir. Güney Kutbu ve Kuzey Kutbundaki buzulların erimesi buna örnek olarak verilebilir. Bu değişiklikler onlarca, yüzlerce ya da belki milyonlarca yıl sürebilir.

Son kullanımda, özellikle çevre politikasında, iklim değişikliği genellikle modern iklimdeki değişiklikleri ifade eder (bkz. küresel ısınma).

Bazı insanlar Dünya'nın sıcaklık artışını 2 °C'nin (36 °F) altında tutmaya çalışmayı önermiştir. Washington Post, 7 Şubat 2018 tarihinde Almanya'daki bilim insanları tarafından yapılan bir çalışmayı haberleştirdi. Çalışmada, dünyanın şu anda planlanan tüm kömür santrallerini inşa etmesi halinde, karbondioksit seviyelerinin o kadar yükseleceği ve dünyanın sıcaklık artışını bu sınırın altında tutamayacağı belirtiliyordu.