Klimato kaita ir visuotinis atšilimas praleidžia daug laiko naujienose, todėl svarbu atskirti šias dvi susijusias sąvokas. Paprasčiau tariant, „klimato kaita“ reiškia ilgalaikius Žemės klimato pokyčius, kai klimatas radikaliai skiriasi nuo numatomos normos. „Visuotinis atšilimas“ yra klimato kaitos rūšis, ir šis terminas paprastai vartojamas konkrečiai kalbant apie klimato kaitą, kuri prasidėjo XX amžiuje. Klimato kaita ir visuotinis atšilimas yra mokslininkų, paleontologų ir ekologų temos.
Keletas veiksnių gali turėti įtakos Žemės klimatui ir sukelti klimato kaitą ir visuotinį atšilimą – nuo ugnikalnių išsiveržimų iki žmonių sukeltos taršos. Naudodami archeologinius ir paleontologinius įrodymus, mokslininkai užfiksavo daugybę klimato kaitos atvejų Žemės praeityje ir ištyrė, kaip, kodėl ir kada įvyko šie pokyčiai, naudodamiesi daugeliu rodiklių šiems įvykiams stebėti.
Ledynas yra pagrindinis klimato kaitos rodiklis. Kai planeta vėsta, didėja apledėjimas, kaip ir ledynmečiu. Su atšilimo tendencijomis atitinkamai mažėja apledėjimas. Ištirpusios dujos atmosferoje, žiedadulkių kiekis ir kritulių modeliai taip pat gali padėti suprasti. Apskaičiavimus apie istorinius temperatūros ir klimato pokyčius galima gauti naudojant įrodymus, pavyzdžiui, ledo šerdis ir šiuolaikines ataskaitas, tokias kaip diskusijos apie neįprastai šiltas žiemas ar sudėtingus auginimo sezonus.
Žemėje klimato kaita vyksta nuo pat jos sukūrimo, ir tai akivaizdžiai natūralus procesas, kaip rodo mokslininkų užfiksuotos ilgalaikės tendencijos. Visuotinis atšilimas tapo problema, nes atrodo, kad atšilimo tendencija yra drastiškai paspartėjusi ir sunkesnė nei ankstesniais dokumentais užfiksuotais atšilimo laikotarpiais. Kai kurie mokslininkai teigė, kad žmogaus veikla turėjo įtakos visuotinio atšilimo tendencijai ir kad gali prireikti keisti žmogaus gyvenimo būdą, kad būtų išvengta papildomos žalos.
Klimato kaitos ir visuotinio atšilimo klausimai yra svarbūs. Žemės klimato pokyčiai istoriškai gali paaiškinti kai kurių gyvūnų išnykimo modelius, žmonių migracijos modelius ir istorinius įvykius, tokius kaip badas ir maras. Maži temperatūros, kritulių ir kitų klimato veiksnių svyravimai gali turėti didžiulį poveikį, kaip parodė klimato kaitos ir visuotinio atšilimo tyrimai. Vos kelių laipsnių skirtumas gali sukelti rimtų problemų, o tai ypač kelia susirūpinimą perpildytame pasaulyje, kur maisto trūkumas ir turimos žemės sumažėjimas gali sukelti didelių sociologinių problemų.