Ilmastotutkijat, jotka tunnetaan myös nimellä klimatologit, tutkivat pitkän aikavälin säämalleja. Ilmasto on hyvin samanlainen kuin meteorologia, joka tutkii maan ilmakehää ja säätä. Ne eroavat toisistaan pääasiassa ajanjaksossa, johon ne keskittyvät. Meteorologit ovat yleensä huolissaan säästä nykyisessä ja lähitulevaisuudessa, kun taas ilmastotutkijat ovat enemmän huolissaan pitkän aikavälin malleista ja tiedoista sekä siitä, miten ne muuttuvat ajan myötä. Ilmastotutkijoiden työ kattaa myös useampia tieteellisiä aloja kuin meteorologia, koska ne voivat opintojensa aikana koskea maantieteen, geologian, paleontologian ja muiden tieteiden elementtejä.
20 -luvun loppupuolella ja 21. vuosisadan alussa ilmastotiede on saanut paljon huomiota, koska ilmaston lämpenemistä ja sen syitä koskevat kiistat ovat olleet tieteen raportoinnin eturintamassa. Tämä huomio on asettanut monet ilmastotutkijat julkisuuteen, koska he ovat tämän tyyppisen ongelman asiantuntijoita. Ilmastotutkijat tekevät kuitenkin paljon muutakin kuin tutkivat ilmaston lämpenemistä. Heidän työnsä auttaa meitä ymmärtämään pitkän aikavälin säämalleja, jotka voivat opettaa meille paljon maapallon, sen kasvien, eläinten ja kansojen historiasta. Maapallon ilmastotutkimus auttaa meitä myös ymmärtämään sen säämallien pitkän aikavälin kiertoja ja voi paremmin valmistautua ja tiedottaa meille tulevista pyrkimyksistä maataloudessa, kaupallisessa kalastuksessa ja luonnonvarojen säilyttämisessä.
Tutkimalla pitkän aikavälin säämalleja ja niihin liittyviä tietoja ilmastotieteilijät voivat auttaa historioitsijoita ja paleontologeja ymmärtämään planeettamme historiaa ja kaikkea sen elämää. Muinaisilta jäätiköiltä otetut ytimet, sedimenttien siitepölynäytteet ja puurenkaiden tutkimus voivat auttaa ilmastotieteilijöitä muodostamaan kuvan maapallon säähistoriasta. Lisäksi ilmastotutkijat tutkivat nykyään merivirtoja ja napajäätä, koska ne vaikuttavat maapallon säähän ja sen käyttäytymiseen ja muutoksiin ajan myötä. Erittäin suurten tietojen kerääminen lämpötilasta, sademäärästä ja muista säätekijöistä voi myös auttaa meitä ymmärtämään, miten maapallosta tuli sellainen kuin se on tänään ja miten sää voi vaikuttaa meihin tulevaisuudessa.
Pitkän aikavälin säätietojen ja -mallien tutkiminen auttaa meitä myös ymmärtämään monia maapallon maantieteellisiä piirteitä ja niiden vaikutusta ihmiskunnan historiaan. Säätavat auttavat muokkaamaan aavikoita, vaikuttavat metsien ja niityn kasvuun sekä ihmisten ja eläinten muuttoliikkeisiin. Kaikissa paitsi hyvin lähihistoriassa näillä on ollut suuri vaikutus ihmiskunnan ja sen sivilisaatioiden historiaan.