A Variabilidade Climática está relacionada às oscilações dos padrões climáticos de uma região em um dado período de tempo, que podem ser resultantes de causas naturais ou fatores antropogênicos (gerados pelo homem). Um exemplo é o fenômeno El Niño, tecnicamente denominado ENSO (El Niño Southern Oscillation), que provoca o aquecimento das águas do Oceano Pacífico nos trópicos em intervalos de dois a sete anos. Com isso, ocorre uma alteração nos padrões de vento, chuvas e temperatura na região, o que produz efeitos em várias partes do mundo.
Já a Mudança Climática diz respeito a modificação no estado do clima que se mantém por um período prolongado (décadas ou mais), podendo igualmente ser provocada por processos naturais ou por consequência da ação do homem. Nesse sentido, o conceito adotado pela Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre a Mudança do Clima (UNFCCC, na sigla em inglês) faz uma distinção, reconhecendo como mudança do clima aquela que pode ser direta ou indiretamente atribuída à atividade humana, que altera a composição da atmosfera global e que se soma à mudança provocada pela variabilidade climática natural observada ao longo de períodos comparáveis.