بينما يركز علم الطقس على الأيام القليلة المقبلة، يدرس علم المناخ الأنماط التي تستمر لعقود وقرون. ويقوم هذا المجال بتجميع سجلات طويلة لدرجات الحرارة، والهطول، والرياح، وغيرها من المتغيرات لوصف الظروف النموذجية وتقلباتها.

يدرس علماء المناخ كيف تؤثر الجغرافيا على المناخ، وكيف اختلف المناخ في الماضي عن المناخ الحالي، وكيف قد تتطور الاتجاهات الحالية. ويستخدمون أدوات إحصائية، ونماذج مناخية، وبيانات غير مباشرة من حلقات الأشجار، والرواسب، وعينات الجليد.

تُساهم نتائج هذه الدراسة في مجالات الزراعة، وإدارة المياه، وتخطيط الطاقة، وتقييم مخاطر التأمين. وتُعدّ أطالس المناخ الإقليمية والبيانات المرجعية التي تنشرها هيئات الأرصاد الجوية نتاجًا لهذا العمل. كما يُعنى هذا التخصص بدراسة إحصاءات القيم المتطرفة لتمكين المجتمعات من الاستعداد للأحداث النادرة ولكن المكلفة.

• دراسة أنماط الطقس على المدى الطويل
• يستخدم الملاحظات والسجلات البديلة
• يدعم التخطيط عبر القطاعات
• يتناول هذا البحث كلاً من الوسائل والتطرفات.