気候変動（きこうへんどう）という言葉は地球の気候の変化について使われる言葉である。最も一般的な感覚では、気温のほかに降水量や雲なども含むすべての要素の、すべての時間スケールでの気候変化について使われる。
気候が変動する原因には、自然の要素と人為的な原因がある。しかしながら近年の用法、特に環境問題の文脈では、現在の地球表面の平均的な温度上昇という地球温暖化についての研究に特定される。
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気候変動についての研究や提言の国際的な努力は、国連のUNFCCC（気候変動枠組条約）で調整されている。UNFCCCではclimate changeという用語を人為的な変動、非人為的な変化をclimate variabilityと使い分けている。人為的な気候変動とは、人類の影響の可能性を示す言葉として用いられる。
なお、IPCCにおいては同じclimate changeという用語が人為的・非人為的両方の変化をまとめて表記するのに用いられ、日本語訳において（「気候変動」を内包する言葉として）気候変化と表記されることがある。
気候が変化する原因には内部因子と外部因子がある。内部因子は地球の気候システムの内部で起こる相互作用であり、外部因子は気候の駆動力とも呼ばれ、太陽活動、火山噴火、海塩粒子、土壌性エアロゾル(ダスト)などの自然起源ものと、人間活動によってもたらされた人為起源のもの（温室効果ガスなど）がある。
科学者間で一般的に合意されている具体的な「気候変動の結果とその要因」としては以下の例がある。
10万年の氷期/間氷期サイクルは地球軌道要素（日射量の季節性や地理的な変化）と総合的な日射量の変化に支配されている（主に外部因子の変化）。
氷床コアで発見された最終氷期の間に起こった急激な温度変化（ダンスガード・イベント）はおそらくローレンタイド氷床とこれによって引き起こされた内的要因の変化に関係すると考えられる（内部因子の変化）。
小氷期は太陽放射か火山活動の変化、もしくは両方の複合によって起こったものと思われる（主に外部因子の変化）。