Thời tiết và khí hậu là các thuật ngữ khí tượng có liên quan nhưng không thể thay thế cho nhau. Trong khi thời tiết xác định các điều kiện của khí quyển trong một khoảng thời gian ngắn chẳng hạn, một ngày hoặc một tuần, thì khí hậu xác định các điều kiện của khí quyển trong các khoảng thời gian dài hơn như cả năm hoặc thập kỷ.
Một số nhà khoa học định nghĩa khí hậu đặc biệt là trung bình của thời tiết được thu thập trong khoảng thời gian 30 năm tại một địa điểm nhất định hoặc trong một khu vực cụ thể.
Nếu trời mưa vào một ngày cụ thể thì chúng ta đang nói về thời tiết nhưng nếu trời mưa trong một mùa trong vài năm thì chúng ta đang nói về khí hậu. Thời tiết có thể thay đổi từ giờ này sang giờ khác, ngày này sang ngày khác và mùa này sang mùa khác. Khí hậu có thể thay đổi qua nhiều năm.
Các yếu tố của cả thời tiết và khí hậu, được đo tại trạm khí tượng, là nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, mây, độ sáng của mặt trời, tầm nhìn, gió và áp suất khí quyển. Các yếu tố của thời tiết cũng bao gồm mưa, mưa đá, giông bão và lũ lụt, vv là những sự kiện ngắn hạn.
Một cách đơn giản để phân biệt thời tiết và khí hậu là hãy nhớ rằng khí hậu là những gì bạn mong đợi theo mức trung bình của điều kiện khí quyển được thu thập trong nhiều năm tại một địa điểm. Mặt khác, thời tiết là những gì bạn nhận được, vào một ngày cụ thể 'dù phù hợp hay không với dự báo trong ngày. Dự báo thời tiết dựa trên các nghiên cứu về khí hậu. Vì vậy, một ví dụ về khí hậu là 'mùa đông rất lạnh' trong khi thời tiết là 'ngày rất lạnh'.
Biến đổi khí hậu hiện là một trong những vấn đề lớn nhất mà loài người phải đối mặt. Những thay đổi nhỏ nhưng đáng kể về thời tiết trên toàn thế giới là một dấu hiệu cho thấy thiệt hại chung đang gây ra cho môi trường, bởi các hoạt động vô trách nhiệm của con người, do đó ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu tiêu cực. Ví dụ, sông băng đang tan chảy và những nơi đang trải qua tuyết nơi nó chưa từng được ghi lại trước đây. Cả thời tiết và khí hậu đều phản ánh sức khỏe của môi trường.