İklim sistemi, atmosfer, okyanuslar, karalar, buzullar ve biyosfer gibi yeryüzündeki doğal unsurların etkileşiminden meydana gelir. Bu etkileşimler, dünya üzerindeki farklı bölgelerde uzun süreli hava koşullarını, yani iklimi belirler. İklim sistemi, yeryüzünde sıcaklık, yağış, rüzgar ve basınç gibi hava durumunu etkileyen faktörlerin uzun vadeli ortalamalarını oluşturur.
İklim sisteminin işleyişinde en önemli faktör, güneşten gelen enerjidir. Güneş enerjisi, atmosfer ve okyanuslar tarafından emilir ve yeniden yayılır. Bu enerji, dünya yüzeyinde sıcaklıkların farklılık göstermesine ve farklı iklim tiplerinin oluşmasına neden olur. Ekvatoral bölgeler, güneş ışınlarını doğrudan alırken, kutup bölgeleri daha düşük açılarla alır ve bu da sıcaklık farklarına neden olur. Okyanus akıntıları, rüzgar sistemleri ve yer şekilleri de iklimin oluşumunda büyük rol oynar.
İklim sistemi ayrıca, atmosferdeki sera gazları tarafından da etkilenir. Sera gazları, güneşten gelen enerjinin bir kısmını hapsederek yeryüzünün ısınmasına katkıda bulunur. Bu gazlar, iklim sisteminin dengede kalmasını sağlar, ancak insan kaynaklı faaliyetler nedeniyle bu gazların artışı, küresel ısınmaya ve iklim değişikliklerine yol açmaktadır. İklim sistemi, dünya üzerindeki yaşamı şekillendiren temel unsurlardan biridir ve bu sistemdeki değişiklikler tüm ekosistemleri etkiler.