引起气候系统变化的原因可分为自然因子和人为因子两大类。
前者包括了太阳活动的变化、火山活动，以及气候系统内部变率等；后者包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气温室气体浓度的增加、大气中气溶胶浓度的变化、土地利用和陆面覆盖的变化等。
引起气候变化的原因，既有自然原因，也有人为原因。
在人为原因中，工业革命以来的人类活动，特别是发达国家工业化过程中的经济活动，包括大量耗费化石能源、砍伐热带森林、生产和使用化工合成产品等，排放大量温室气体，是造成全球气候变化的主要原因。
地球上的气候变化莫测，其最主要的原因是大气受热的状况和大气中所含水汽的多与少。地球上的热量来自太阳，这种说法并没有错。但前提条件是，它必须要经过海洋这个“调节器”才能影响地球气温，使地球温度发生变化。
太阳光以短波辐射的方式照到地球，当它通过大气时，只能一小部分被大气直接吸收，大部分则照射在地球表面，使地球表面温度增高。地球表面增温后，会不断向外发出辐射，这种辐射和太阳的短波辐射不同，不发光，只发热，属于长波辐射，也叫热辐射。这种长波辐射正是大气层容易吸收的，因而大气温度提高。
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