تجمع الدراسات على أن أسباب التغير المناخي يحدث عن عمليات داخلية تجري بين مكونات نظام المناخ تؤثر فيها وتتأثر بها، وتسبب شذوذات تحدث على مقياس واسع في حركة الجو العامة بين سنة وأخرى أو عدة سنين متتالية. تؤدي هذه الشذوذات إلى عرقلة عملية النقل الحراري  والرطوبة عبر العروض الجغرافية أو تسرعها، ذلك مما يؤدي إلى ظهور تباينات وتذبذبات مناخية عالمية.

وترجع الكثير من الدراسات حدوث الشذوذات في دورة الرياح العامة إلى تغيرات في تركيب الغلاف الجوي وتلوثه وتزايد حمولته من الغبار والجسيمات الناجمة عن النشاطات الطبيعية والإنسانية، أو بسبب التصحر الذي يؤدي إلى تغير طبيعة سطح الأرض بسبب النشاطات الزراعية المنهكة والرعي والتحطيب الجائرة وازدياد المساحات العمرانية.

 بينما يراها البعض الآخر نتيجة لتغيرات دورية  تصيب الطاقة الشمسية الإشعاعية المصاحبة لدورات البقع الشمسية (أقاليم غامقة اللون باردة نسبيا تظهر على سطح الشمس)، خاصة الدورات قصيرة الأمد التي تتراوح مدتها بين 11-22 سنة. مع ذلك يراها علماء المناخ والأرصاد الجوية المعاصرون ليست أكثر من تباينات عادية تجري خلال الحالات المناخية وتقع ضمن التوقعات الإحصائية المناخية العادية.

يوجد العديد من الأسباب التي تؤدي إلى تغير المناخ ، بعض هذه التغيرات طويلة الأمد يتراوح بين عشرات الآلاف من السنين ويرتبط بالقياسات الفلكية بين الأرض والشمس ، وبعض الأسباب قصيرة المدى يتراوح بين عشرات السنين ويرتبط بالنشاط الشمسي ، أو يتراوح بين بضع سنوات ويرتبط بالنشاط البركاني والغبار الجوي ، وبعض الأسباب بشري يرتبط بزيادة انبعاث الغازات والغبار من سطح الأرض.