氣候系統對外界擾動響應的敏感程度即為氣候敏感性。
這種擾動或者是自然界本身的變動,例如太陽常數的變化、地球自轉軸的變化以及地球自轉速度的改變等;或者起因于人類的生產活動改變了大氣中二氧化碳、一氧化碳等的含量,從而改變了地-氣系統的輻射平衡。這些因子的變動能否引起氣候變化,抑或引起多大的變化,這是氣候形成和變動的基本理論問題,可以用數值試驗方法等進行研究。在給定全球平均輻射強迫條件下,通常取大氣中二氧化碳濃度達到兩倍時的輻射強迫所產生的全球平均溫度變化。
氣候敏感性一般分為平衡氣候敏感性、有效氣候敏感性和瞬時氣候響應等幾種不同的表達方式。