Ihmiset sekoittavat usein käsitteet ilmaston lämpeneminen ja ilmastonmuutos keskenään, eikä asiaa helpota se, että mediayhtiöt usein korvaavat toisen käsitteen toisella televisio-, sanomalehti- ja sosiaalisen median uutisoinnissa. Tämä on jossain määrin ymmärrettävää, koska nämä kaksi käsitettä ovat hyvin paljon päällekkäisiä. Itse asiassa niiden välillä on syy-yhteys. Ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen välillä on kuitenkin joitakin hienovaraisia ja vähemmän hienovaraisia eroja.
Tiedemiehet käyttävät termiä ilmaston lämpeneminen tarkoittamaan maapallon ilman keskilämpötilan pitkäaikaista nousua. Sillä voidaan viitata erityisesti sellaiseen lämpenemiseen, joka johtuu ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuksien nousun vaikutuksesta. Maapallon pinta saa suurimman osan lämmöstään auringon säteilyyn liittyvästä energiasta, joka osuu planeetan pintaan päivän aikana. Yöllä suurin osa tästä energiasta säteilee takaisin avaruuteen. Kasvihuonekaasut (kuten hiilidioksidi, metaani, dityppioksidit ja kloorifluorihiilivedyt ) imevät maapallon pinnalta tulevaa infrapunasäteilyä (nettolämpöenergiaa) ja säteilevät sen takaisin maanpinnalle, mikä lisää kasvihuoneilmiötä. Vaikka ilmakehän kasvihuonekaasujen viimeaikainen lisääntyminen on kiistatta tärkein ilmaston lämpenemiseen vaikuttava tekijä, siihen vaikuttavat myös muut tekijät (kuten maapallon kiertoradan vaihtelut, planeetan akselin kulma ja auringon energiantuoton vaihtelut). Maapallon keskilämpötila kuitenkin nousee, koska kasvihuonekaasujen korkeammat pitoisuudet antavat maapallon ilmakehän pidättää suurempia määriä lämpöä, joka normaalisti karkaa yöllä avaruuteen.
Ilmastonmuutos on vähän eri asia. Ennen kuin tarkastelemme, mitä ilmastonmuutos on, voi olla hyödyllistä ajatella hieman ilmastoa suhteessa säähän. Sää, joka usein sekoitetaan ilmastoon, on ilmakehän olosuhteiden kokonaisuus yhdessä paikassa rajoitetun ajanjakson ajan, kuten koko päivän, yön tai jonkin tietyn ajanjakson aikana. Ilmasto taas on ilmakehän keskimääräinen tila tietyssä paikassa pitkän ajanjakson, esimerkiksi 30 vuoden tai pidemmän ajanjakson aikana. Ilmastonmuutos on siis pidemmän aikavälin muutos ilmakehän keskimääräisessä tilassa.
Ihminen vaikuttaa varmasti osaltaan ilmastonmuutokseen lisäämällä ilmakehään kasvihuonekaasuja, mutta se on vain osa yhtälöstä. Maapallon ilmasto voi muuttua ajan myötä paitsi ilmakehän muutosten myös ilmakehän ja erilaisten geologisten, kemiallisten, biologisten ja maantieteellisten tekijöiden välisten vuorovaikutusten vuoksi. Esimerkiksi alueellinen ilmasto (samoin kuin maapallon maailmanlaajuinen ilmasto) voi muuttua reaktiona pitkään jatkuneeseen voimakkaaseen tulivuoritoimintaan. Suuri osa tästä toiminnasta liittyy puolestaan maapallon mannerlaattojen liikkeisiin, jotka liikuttavat mantereita planeetan pinnalla. Satojen tuhansien tai miljoonien vuosien aikana mantereet törmäävät toisiin mantereisiin tai hajoavat toisistaan, mikä muuttaa merivirtojen ja paikallisten tuulten kulkureittejä. Tämä vaikuttaa lämmön kulkeutumiseen tropiikista napa-alueille. Maapallon maailmanlaajuinen ilmasto on muuttunut myös ilmakehän kemiassa tapahtuneiden rajujen muutosten seurauksena – erityisesti happipitoisuuksien nousu miljardeja vuosia sitten, kun kasvit, levät ja muut fotosynteesiin kykenevät elämänmuodot alkoivat levitä planeetalle.
Mikäli maailma jatkaa sen selvittämistä, miten ihmisen toiminta vaikuttaa maapallon ilmastoon, ilmaston lämpenemisen aiheuttaman ilmastonmuutoksen konkreettiset vaikutukset – kuten jäätiköiden ja jääpeitteiden sulaminen, merenpinnan nousu sekä muutokset vuodenaikojen lämpötiloissa ja sademäärissä – ovat nousemassa keskiöön. Koska tällaiset häiriöt tulevat yhä selvemmin esiin, monet tiedemiehet keskustelevat niistä yhä useammin todellisten pitkän aikavälin ilmastomuutosten näkökulmasta sen sijaan, että tyytyisivät vain huomauttamaan maapallon keskilämpötilasta. Näin ollen ilmastonmuutoksella voidaan viitata myös ilmaston lämpenemisen ja ilmastonmuutoksen väliseen syy-seuraussuhteeseen. Toisin sanoen sillä voidaan viitata ilmaston lämpenemisen aiheuttamaan muutokseen ilmakehän keskimääräisessä tilassa.
