Οι επιστήμονες του κλίματος, γνωστοί και ως κλιματολόγοι, μελετούν μακροπρόθεσμα καιρικά πρότυπα. Η κλιματολογία μοιάζει πολύ με τη μετεωρολογία, η οποία είναι η μελέτη της ατμόσφαιρας και του καιρού της Γης. Διαφέρουν κυρίως στο χρονικό πλαίσιο στο οποίο εστιάζουν. Οι μετεωρολόγοι τείνουν να ασχολούνται με τον καιρό στο παρόν και στο εγγύς μέλλον, ενώ οι επιστήμονες του κλίματος ασχολούνται περισσότερο με τα μακροπρόθεσμα πρότυπα και δεδομένα και πώς αυτά αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Το έργο των επιστημόνων του κλίματος τείνει επίσης να περιλαμβάνει περισσότερους επιστημονικούς κλάδους από τη μετεωρολογία, καθώς μπορεί να ασχολούνται με στοιχεία γεωγραφίας, γεωλογίας, παλαιοντολογίας και άλλων επιστημών κατά τη διάρκεια των σπουδών τους.
Στο τελευταίο μέρος του 20ού αιώνα και στις αρχές του 21ου αιώνα, η κλιματολογία έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή καθώς η διαμάχη γύρω από το πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη και τις αιτίες του ήταν στην πρώτη γραμμή της γενικής επιστημονικής αναφοράς. Αυτή η προσοχή έχει τοποθετήσει πολλούς επιστήμονες του κλίματος στο κοινό, καθώς είναι ειδικοί σε αυτό το είδος προβλήματος. Ωστόσο, οι επιστήμονες του κλίματος κάνουν πολύ περισσότερα από τη μελέτη της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Το έργο τους μας βοηθά να κατανοήσουμε τα μακροπρόθεσμα καιρικά πρότυπα, τα οποία μπορούν να μας διδάξουν πολλά για την ιστορία της Γης, τα φυτά, τα ζώα και τους λαούς της. Η μελέτη των κλιμάτων της Γης μας βοηθά επίσης να κατανοήσουμε τους μακροπρόθεσμους κύκλους των καιρικών συνθηκών της και μπορεί να μας προετοιμάσει και να μας ενημερώσει καλύτερα για μελλοντικές προσπάθειες στη γεωργία, την εμπορική αλιεία και τη διατήρηση των φυσικών πόρων.
Μελετώντας μακροπρόθεσμα καιρικά πρότυπα και τα δεδομένα που σχετίζονται με αυτά, οι επιστήμονες του κλίματος μπορούν να βοηθήσουν τους ιστορικούς και τους παλαιοντολόγους να κατανοήσουν την ιστορία του πλανήτη μας και όλη τη ζωή σε αυτόν. Πυρήνες που λαμβάνονται από αρχαίους παγετώνες, δείγματα γύρης από ιζήματα και η μελέτη των δακτυλίων των δέντρων μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες του κλίματος να σχηματίσουν μια εικόνα της ιστορίας του καιρού της Γης. Επιπλέον, τα ωκεάνια ρεύματα και ο πολικός πάγος υπόκεινται σε τρέχουσα μελέτη από κλιματολόγους καθώς επηρεάζουν τον καιρό της Γης και τον τρόπο συμπεριφοράς και αλλαγής της με την πάροδο του χρόνου. Η συλλογή πολύ μεγάλων αποθεμάτων δεδομένων σχετικά με τη θερμοκρασία, τις βροχοπτώσεις και άλλους καιρικούς παράγοντες μπορεί επίσης να μας βοηθήσει να καταλάβουμε πώς έγινε η Γη όπως είναι σήμερα καθώς και πώς ο καιρός μπορεί να μας επηρεάσει στο μέλλον.
Η μελέτη μακροπρόθεσμων συνόλων δεδομένων και προτύπων καιρού μας βοηθά επίσης να κατανοήσουμε πολλά χαρακτηριστικά της γεωγραφίας της Γης και πώς αυτά έχουν επηρεάσει την ανθρώπινη ιστορία. Τα καιρικά πρότυπα βοηθούν στη διαμόρφωση ερήμων, επηρεάζουν την ανάπτυξη των δασών και των λιβαδιών και τις μεταναστεύσεις ανθρώπων και ζώων. Σε όλη την πρόσφατη ιστορία, αυτά είχαν μεγάλη επίδραση στην ιστορία του ανθρώπινου γένους και των πολιτισμών του.