Variationer i den medelvärdet och annan statistik (som standardavvikelser eller statistik av ytterligheter) av klimatet på alla tid och utrymme skalor utöver enskilda väderleksförhållanden. Naturliga variationer i klimat över tiden orsakas av inre processer i klimatsystemet, som El Niño, samt förändringar i yttre påverkan, till exempel vulkanisk aktivitet och variationer i produktionen av solen.