지구가 생긴 이래 기후는 계속해서 변화하고 있으며, 변화의 요인 또한 다양하다. 대기·해양·육지·설빙·생물권 등의 변화와 화산 폭발에 의한 성층권의 에어로졸(aerosols) 증가, 그리고 태양 활동의 변화, 지구공전궤도 또는 자전축의 변화 등으로 태양으로부터 공급되는 에너지의 양이 달라져 자연적으로 기후가 변하는 경우가 있다. 그리고 인위적인 요인으로 화석연료의 사용이 늘어나 이산화탄소와 같은 온실가스가 증가 하고, 산업활동의 영향으로 온실가스 뿐만 아니라 다량의 미세한 입자가 대기로 방출되어 복사평형에 영향을 미쳐 기후변화를 일으키기도 한다. 이 외에 국지적으로는 열섬(heat island) 효과 등에 의한 도시기후의 변화 등도 기후변화의 원인이 된다.

기후변화로 인한 재해를 피하기 위해서는 기후변화에 대한 정확한 진단과 예측 그리고 이에따른 대비가 최선의 방법이다. 기상청은 기후변화협약 범정부대책기구에 적극 참여하면서 기후변화 감시 및 분석, 기후변화 예측 기술 개발에 노력하고 있다.

또한 기후변화의 요인이 되는 물질들의 농도 변화를 파악하기 위해 1987년부터 배경 대기관측을 시작하였으며, 1992년부터 세계기상기구(WMO)의 지구대기감시(GAW: Global Atmosphere Watch) 사업에 본격적으로 참여하여 배경대기, 온실가스, 오존 관측을 수행하고 있다. 아울러 아시아지역 에어로졸 특성 규명을 위한 실험인 ACE-Asia(Asian Pacific Regional Aerosol Characterization Experiment) 등 국제적인 관측실험에도 적극적으로 참여하고 있다.