Podnebie sa od nepamäti prirodzene mení. Zmeny môžu byť spôsobené vonkajšími silami ako sú napr. vulkanické erupcie alebo zmeny slnečnej aktivity. Taktiež môžu nastať ako dôsledok vnútorného pôsobenia rôznych zložiek klimatického systému – atmosféry, oceánov, biosféry, ľadovcov a zemského povrchu. Prirodzená premenlivosť počasia často vedie ku poveternostným extrémom a katastrofám. V rozpätí dní, mesiacov a rokov môže meniaca sa klíma priniesť vlny horúčav, extrémneho chladu, záplavy, suchá silné búrky a iné extrémy. Klimatický extrém je značné odchýlenie sa od normálneho stavu klimatického systému. Klimatickou katastrofou je stav kedy extrémny jav má značný dopad na ľudské zdravie alebo majetok. Takéto katastrofy sa v niektorých častiach sveta vyskytujú často a podľa mnohých odborníkov častejšie ako v minulosti. Hoci vplyv narastajúcej koncentrácie skleníkových plynov a globálnej teploty nie je možné jednoznačne dať do súvislosti s dnes pozorovanými extrémami počasia, predpovede IPCC o tom, že zmena klímy môže mať vážny vplyv na ich intenzitu a frekvenciu výskytu, je treba brať vážne.