气候系统演变的复杂性
气候系统的演变是大气圈、生物圈、水圈和岩石圈四个亚系统相互作用的结果，而不是某些因素的简单叠加。（比如，腐解作用释出二氧化碳）、水圈有关，也受到岩石圈活动（风化、岩溶作用吸收二氧化碳，火山活动释出二氧化碳）的制约，而不同圈层作用周期的时间尺度从以年计到以千万年计相差悬殊。科学家对于未来气候的预测，也带有某种不确定性。
全球变化研究的产生来自社会发展的需要和科学技术的进步：
1. 社会发展的需要
目前存在十大全球性的环境问题急待国际合作来共同解决。
2. 科学技术的进步
到20世纪末，全球国际性应用的探测器和预报系统得到广泛的国际应用。1000个高空站、10000个气象站、3000个飞行器，以及各种立体动态信息库和不同类型的观测系统。