全球变暖是目前气候学的研究热点，其中最关键的问题是全球变暖在多大程度上是由人类活动造成的，例如人类活动造成的温室气体增加和大气平流层臭氧损耗对全球气候的影响。围绕这一问题，我们的研究包括空间尺度从中国区域到全球尺度、时间尺度从年际到年代际气候变化和趋向的研究。除了研究现代气候变化，我们也研究地球历史气候演化，如20000万年前以来的气候变化以及6-7亿年前的冰雪地球事件。另外，我们的气候变化研究也拓展到太阳系行星如金星和火星的气候变化以及太阳系外行星的气候环境。气候学研究以观测分析和数值模拟作为主要的研究工具。
气候学方向的教师包括：胡永云教授、杨海军教授、钱维宏教授、韦骏研究员（百人计划）、闻新宇讲师、刘永岗研究员和杨军研究员（百人计划）等。
