Η κλιματική αλλαγή και η υπερθέρμανση του πλανήτη αφιερώνουν πολύ χρόνο στις ειδήσεις και είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ αυτών των δύο σχετικών εννοιών. Με απλά λόγια, η «κλιματική αλλαγή» αναφέρεται σε μακροπρόθεσμες μεταβολές στο κλίμα της Γης, στο οποίο το κλίμα διαφέρει ριζικά από τον αναμενόμενο κανόνα. Η «υπερθέρμανση του πλανήτη» είναι ένας τύπος κλιματικής αλλαγής και ο όρος χρησιμοποιείται συνήθως ειδικά για να αναφερθεί στην κλιματική αλλαγή που άρχισε να συμβαίνει τον 20ό αιώνα. Τόσο η κλιματική αλλαγή όσο και η υπερθέρμανση του πλανήτη είναι θέματα που ενδιαφέρουν τους επιστήμονες, τους παλαιοντολόγους και τους οικολόγους.
Ένας αριθμός παραγόντων μπορεί να επηρεάσει το κλίμα της Γης, προκαλώντας κλιματική αλλαγή και υπερθέρμανση του πλανήτη, που κυμαίνονται από τις ηφαιστειακές εκρήξεις έως τη ρύπανση που δημιουργείται από τους ανθρώπους. Χρησιμοποιώντας αρχαιολογικά και παλαιοντολογικά στοιχεία, οι επιστήμονες έχουν καταγράψει πολλές περιπτώσεις κλιματικής αλλαγής στο παρελθόν της Γης και έχουν εξετάσει πώς, γιατί και πότε συνέβησαν αυτές οι αλλαγές, χρησιμοποιώντας έναν αριθμό δεικτών για την παρακολούθηση αυτών των γεγονότων.
Ο παγετώνας είναι ένας σημαντικός δείκτης της κλιματικής αλλαγής. Όταν ο πλανήτης βιώνει ψύξη, ο παγετώνας αυξάνεται, όπως έγινε κατά την εποχή των παγετώνων. Με τις τάσεις της θέρμανσης έρχεται μια αντίστοιχη μείωση του παγετώνα. Διαλυμένα αέρια στην ατμόσφαιρα, επίπεδα γύρης και πρότυπα βροχοπτώσεων μπορούν επίσης να δώσουν ενδείξεις. Οι εκτιμήσεις για τις ιστορικές μεταβολές της θερμοκρασίας και του κλίματος μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας στοιχεία όπως πυρήνες πάγου μαζί με σύγχρονες εκθέσεις, όπως συζητήσεις για ασυνήθιστα ζεστούς χειμώνες ή δύσκολες περιόδους ανάπτυξης.
Η Γη βιώνει κλιματική αλλαγή από τότε που δημιουργήθηκε και είναι σαφώς μια φυσική διαδικασία, όπως αποδεικνύεται από τις μακροπρόθεσμες τάσεις που έχουν τεκμηριωθεί από τους επιστήμονες. Η υπερθέρμανση του πλανήτη έχει γίνει ζήτημα επειδή η τάση της αύξησης της θερμοκρασίας φαίνεται να επιταχύνεται δραστικά και πιο σοβαρή από τις προηγούμενες τεκμηριωμένες περιόδους θέρμανσης. Ορισμένοι ερευνητές πρότειναν ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες έπαιξαν ρόλο στην τάση της υπερθέρμανσης του πλανήτη και ότι μπορεί να χρειαστεί να τροποποιηθεί ο τρόπος ζωής του ανθρώπου προκειμένου να αποφευχθούν πρόσθετες ζημιές.
Τα θέματα της κλιματικής αλλαγής και της υπερθέρμανσης του πλανήτη είναι και τα δύο σημαντικά. Οι αλλαγές στο κλίμα της Γης ιστορικά μπορεί να εξηγήσουν τα πρότυπα εξαφάνισης σε ορισμένα ζώα, μαζί με τα πρότυπα μετανάστευσης των ανθρώπων και ιστορικά γεγονότα όπως ο λιμός και η πανούκλα. Μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, των βροχοπτώσεων και άλλων κλιματικών παραγόντων μπορούν να έχουν τεράστιο αντίκτυπο, όπως έχει δείξει η έρευνα για την αλλαγή του κλίματος και την υπερθέρμανση του πλανήτη. Η διαφορά λίγων μόνο βαθμών μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα, κάτι που προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία σε έναν υπερπληθυσμένο κόσμο όπου οι ελλείψεις τροφίμων και οι μειώσεις στη διαθέσιμη γη θα μπορούσαν να προκαλέσουν μεγάλα κοινωνιολογικά ζητήματα.