气候动力学研究气候的长期变化规律及原因，涉及的时间跨度长达数十年，空间范围覆盖全球。由于人们意识到人类活动正在改变气候，这门学科获得了迅速发展。理解自然的（不受扰动的）气候系统和人类诱发的改变，有助于预测气候，从而有据可循地制定各种相关政策，例如：能源使用、农业生产、水资源、环境保护，等等。
气候的一种定义为“大气层、水圈、岩石圈系统的慢速变化表现”。其它定义将生物圈也包含其中，因为生命在气候演化的过程中扮演了重要角色。