Klimatologie is de studie van het langzaam variërende gedrag van de atmosfeer, oceanen en land (klimaat) van de aarde gedurende een bepaalde periode. Het kan ook worden beschouwd als weer over een bepaalde periode. Het wordt beschouwd als een tak van meteorologie.
Twee belangrijke klimatologische gebieden zijn: paleoklimatologie, de studie van klimaat in het verleden door te kijken naar records zoals ijskernen en boomringen; en historische klimatologie, de studie van het klimaat in relatie tot de menselijke geschiedenis van de afgelopen duizenden jaren.
Klimatologen bestuderen het bovenstaande op een aantal manieren, waaronder het bestuderen van klimaatpatronen - op lange termijn die van invloed zijn op ons weer van vandaag. Deze klimaatpatronen omvatten El Niño, La Niña, de Arctische oscillatie, Noord-Atlantische oscillatie, enzovoort.
Een van de voordelen van klimatologie is de beschikbaarheid van gegevens over het weer in het verleden. Het begrijpen van het weer in het verleden kan meteorologen en gewone burgers een beeld geven van trends in het weer over een langere periode op de meeste locaties over de hele wereld.
Hoewel het klimaat al een tijdje wordt gevolgd, zijn er enkele gegevens die niet kunnen worden verkregen; over het algemeen iets voor 1880. Hiervoor wenden wetenschappers zich tot klimaatmodellen om te voorspellen en een goede schatting te maken van hoe het klimaat er in het verleden uitzag en hoe het er in de toekomst uit zou kunnen zien.
Het weer kwam eind jaren tachtig en negentig in de reguliere media terecht, maar de klimatologie wint nu pas aan populariteit omdat de opwarming van de aarde een 'levende' zorg voor onze samenleving wordt. Wat ooit niet veel meer was dan een waslijst met cijfers en gegevens, is nu een sleutel om te begrijpen hoe ons weer en klimaat binnen de voorzienbare toekomst kunnen veranderen.