Klimatoloģija ir zinātnisks pētījums par klimatu, ko definē kā vidējos laika apstākļus noteiktā laika periodā. Studiju nozare atmosfēras zinātnēs, tā ņem vērā arī īstermiņa un ilgtermiņa laika apstākļu mainīgos un vidējos lielumus. Klimatoloģija atšķiras no meteoroloģijas, un to var iedalīt dažādās studiju jomās.
Šajā jomā var izmantot dažādas pieejas, tostarp paleoklimatoloģiju, kas koncentrējas uz klimata izpēti Zemes pastāvēšanas laikā, pārbaudot koku gredzenu, akmeņu un nogulumu un ledus serdes ierakstus. Vēsturiskā klimatoloģija galvenokārt koncentrējas uz klimata izmaiņām vēsturē un klimata ietekmi uz cilvēkiem un notikumiem laika gaitā.
Lai gan gan klimatoloģija, gan meteoroloģija ir studiju jomas, kuras tiek uzskatītas par līdzīgu studiju jomu nozarēm, klimatoloģija atšķiras no meteoroloģijas, jo tā koncentrējas uz laikapstākļiem un klimatiskajiem apstākļiem ilgā laika periodā. Meteoroloģija vairāk pievēršas pašreizējiem laikapstākļiem, piemēram, mitrumam, gaisa spiedienam un temperatūrai, kā arī īstermiņa laika apstākļu prognozēšanai.
Klimatoloģiju un meteoroloģiju var izmantot kopā, jo īpaši laikapstākļu centros, kas veido bāzes modeļus, lai novērotu lielākus, mainīgus un mainīgus laika apstākļus, piemēram, viesuļvētras un tropiskās vētras. Tomēr klimatoloģija koncentrējas arī uz to, kā notiek klimata izmaiņas un kā šīs izmaiņas var ietekmēt nākotnes apstākļus. To un citas atmosfēras vai vides zinātnes nozares studē daudzās četrgadīgās universitātēs. Par klimatologu sauc cilvēku, kurš ir plaši pētījis šo tēmu.
Klimatologi strādā dažādās vietās dažādām organizācijām. Vairumā gadījumu tas tiek uzskatīts par pētniecības jomu, un cilvēki šajā jomā var strādāt arī bioloģijas, zooloģijas vai vides jomā. Klimatoloģija ir svarīga visās šajās jomās, jo ilgstošas klimata izmaiņas var ietekmēt augkopības, enerģijas, dzīvnieku un pat cilvēku nākotni.