Kliimateadlased, tuntud ka kui klimatoloogid, uurivad pikaajalisi ilmastikumustreid. Klimatoloogia on väga sarnane meteoroloogiaga, mis uurib Maa atmosfääri ja ilmastikuolusid. Need erinevad peamiselt ajakava poolest, millele nad keskenduvad. Meteoroloogid kipuvad muretsema praeguse ja lähituleviku ilma pärast, samas kui kliimateadlased on rohkem mures pikaajaliste mustrite ja andmete ning nende aja jooksul muutumise pärast. Kliimateadlaste töö kipub hõlmama ka rohkem teadusharusid kui meteoroloogia, kuna nad võivad oma õpingute käigus tegeleda geograafia, geoloogia, paleontoloogia ja muude teaduste elementidega.
20. sajandi viimasel poolel ja 21. sajandi alguses on kliimateadus pälvinud suurt tähelepanu, kuna globaalse soojenemise probleemi ja selle põhjuste ümber käiv poleemika on olnud peavoolu teadusaruandluse esirinnas. See tähelepanu on toonud paljud kliimateadlased avalikkuse ette, kuna nad on seda tüüpi probleemi eksperdid. Kliimateadlased teevad aga palju enamat kui globaalse soojenemise uurimist. Nende töö aitab meil mõista pikaajalisi ilmastikumustreid, mis võivad meile palju õpetada Maa, selle taimede, loomade ja rahvaste ajaloo kohta. Maa kliima uurimine aitab meil mõista ka ilmastiku pikaajalisi tsükleid ning aitab meid paremini ette valmistada ja teavitada tulevasteks ettevõtmisteks põllumajanduses, kutselises kalapüügis ja loodusvarade kaitses.
Pikaajalisi ilmastikumustreid ja nendega seotud andmeid uurides saavad kliimateadlased aidata ajaloolastel ja paleontoloogidel mõista meie planeedi ajalugu ja kogu sellel asuvat elu. Muistsetelt liustikelt võetud südamikud, setetest õietolmuproovid ja puurõngaste uurimine võivad aidata kliimateadlastel kujundada pilti Maa ilmastiku ajaloost. Lisaks sellele uurivad kliimatoloogid praegu ookeanihoovusi ja polaarjääd, kuna need mõjutavad Maa ilma ning seda, kuidas see ajas käitub ja muutub. Väga suurte andmete kogumine temperatuuri, sademete ja muude ilmastikutegurite kohta võib samuti aidata meil mõista, kuidas Maa kujunes selliseks, nagu ta praegu on, ja kuidas ilm võib meid tulevikus mõjutada.
Ilmastikuandmete ja -mustrite pikaajaliste kogumite uurimine aitab meil mõista ka paljusid Maa geograafia tunnuseid ja seda, kuidas need on inimkonna ajalugu mõjutanud. Ilmamustrid aitavad kujundada kõrbeid, mõjutada metsade ja rohumaade kasvu ning inimeste ja loomade rännet. Kogu, välja arvatud väga hiljutine ajalugu, on neil olnud suur mõju inimkonna ja selle tsivilisatsioonide ajaloole.