Eine Kältewelle ist eine Periode ungewöhnlich niedriger Temperaturen, die mehrere Tage oder länger anhält. Die genaue Schwelle variiert je nach Region; was in einem Klima als extrem gilt, kann in einem anderen normal sein. Entscheidend sind die Abweichung von den lokalen Normalwerten und die Dauer der Kältewelle.

Diese Ereignisse folgen oft dem Vorstoß einer starken polaren Luftmasse nach Süden. Klarer Himmel und leichter Wind in der Nacht ermöglichen eine rasche Abkühlung durch Strahlung, wodurch die Kälte verstärkt wird. Wind kann die gefühlte Kälte durch den Windchill-Effekt noch verstärken.

Zu den Folgen gehören eingefrorene Wasserleitungen, gestresste Nutztiere, erhöhter Heizbedarf und Gesundheitsrisiken für gefährdete Bevölkerungsgruppen. Warnungen raten in der Regel dazu, sich weniger im Freien aufzuhalten und die Infrastruktur zu schützen. In manchen Regionen stehen Kältewellen im Zusammenhang mit bestimmten großräumigen Mustern, wie beispielsweise der negativen Arktischen Oszillation.

Aufzeichnungen vergangener Kältewellen helfen Gemeinden bei der Festlegung von Konstruktionsstandards für Gebäude und Stromversorgungssysteme.