Klimatologija je proučavanje polako različitog ponašanja Zemljine atmosfere, oceana i kopna (klime) tijekom određenog vremena. Može se razmišljati i o vremenskim prilikama tijekom određenog vremena. Smatra se podružnicom meteorologija.
Dva glavna područja klimatologije uključuju paleoklimatologija, istraživanje prošlih podneblja ispitivanjem zapisa poput ledenih jezgara i drvenih prstenova; i povijesna klimatologija, studija klime povezana s ljudskom poviješću u posljednjih nekoliko tisuća godina.
Klimatolozi proučavaju gore navedeno na brojne načine, uključujući proučavanje klimatskih obrazaca - dugoročno koji imaju utjecaja na naše vrijeme danas. Ti klimatski obrasci uključuju El Niño, La Niña, oscilacija Arktika, oscilacija u sjevernom Atlantiku i tako dalje.
Jedna od prednosti klimatologije je dostupnost podataka za vremenske uvjete. Razumijevanje prošlih vremena može meteorolozima i svakodnevnim građanima pružiti pregled trendova vremena u većem vremenskom razdoblju na većini lokacija širom svijeta.
Iako se klima prati već neko vrijeme, postoje neki podaci koji se ne mogu dobiti; općenito bilo što prije 1880. Zbog toga se znanstvenici obraćaju klimatskim modelima kako bi predvidjeli i stvorili najbolje pretpostavke o tome kako je klima možda izgledala u prošlosti i kako bi mogla izgledati u budućnosti.
Vrijeme se probio u glavne medije u kasnim 80-ima i 1990-ima, ali klimatologija tek sada postaje sve popularnija jer globalno zagrijavanje postaje "živa" briga za naše društvo. Ono što je nekada bilo nešto više od popisa brojeva i podataka rublja, sada je ključno za razumijevanje kako se naše vrijeme i klima mogu promijeniti u doglednoj budućnosti.