Klimatologiya (yun. klima və logos) – Yer kürəsinin müxtəlif coğrafi bölgələrinin iqlimlərini hərtərəfli şəkildə öyrənən elm sahəsidir. Sadəcə olaraq temperatur və yağıntı miqdarının qeydə alınması ilə kifayətlənməyən klimatologiya, daha geniş bir perspektivdən, iqlim sisteminin bütün komponentlərini – atmosfer, hidrosfer, litosfer və biosferin qarşılıqlı təsirini nəzərə alaraq, iqlim hadisələrini təhlil edir və modelləşdirir.
Klimatologiyanın əsas məqsədi, keçmiş, indiki və gələcək iqlim şəraitini anlamaq, müxtəlif iqlim zonalarının xüsusiyyətlərini təyin etmək və iqlim dəyişikliklərinin səbəblərini və nəticələrini araşdırmaqdır. Bu məqsədə çatmaq üçün klimatoloqlar müxtəlif mənbələrdən istifadə edirlər: uzunmüddətli meteoroloji müşahidələr, paleoklimatoloji tədqiqatlar (qədim iqlim məlumatlarının öyrənilməsi), peyk müşahidələri, kompüter modelləşdirməsi və s. Elmin bu sahəsi, temperatur və yağıntıdan əlavə, külək rejimini, rütubəti, günəş radiasiyasını, buludluluğu, qar örtüyünü və digər iqlim elementlərini də təhlil edir.
Klimatologiyanın nəticələri müxtəlif sahələrdə geniş tətbiq olunur. Kənd təsərrüfatında əkinçilik təqviminin hazırlanması, su ehtiyatlarının idarə edilməsi, meşəçilikdə optimal ağac növlərinin seçilməsi, inşaatda tikinti materiallarının seçilməsi və binaların layihələndirilməsi, turizm sənayesinin inkişafı, enerji istehsalı və digər sahələrdə klimatoloji məlumatlar mühüm rol oynayır. Xüsusilə də, qlobal istiləşmə və iqlim dəyişikliyinin təsirlərinin araşdırılması və proqnozlaşdırılması baxımından klimatologiya son dərəcə əhəmiyyət kəsb edir.
Qısacası, klimatologiya sadəcə temperatur və yağıntıların öyrənilməsi deyil, Yer kürəsinin mürəkkəb iqlim sistemini hərtərəfli anlamağa yönəlmiş, çoxşaxəli və cəmiyyət üçün son dərəcə əhəmiyyətli bir elm sahəsidir.