Podnebni znanstveniki, znani tudi kot klimatologi, preučujejo dolgoročne vremenske vzorce. Klimatologija je zelo podobna meteorologiji, ki preučuje zemeljsko atmosfero in vreme. Razlikujejo se predvsem v časovnem okviru, na katerega se osredotočajo. Meteorologi se običajno ukvarjajo z vremenom v sedanjosti in bližnji prihodnosti, medtem ko se podnebni znanstveniki bolj ukvarjajo z dolgoročnimi vzorci in podatki ter s tem, kako se sčasoma spreminjajo. Delo podnebnih znanstvenikov običajno zajema več znanstvenih disciplin kot meteorologijo, saj se lahko med študijem ukvarjajo z elementi geografije, geologije, paleontologije in drugih znanosti.
V zadnjem delu 20. stoletja in na začetku 21. stoletja je klimatologija dobila veliko pozornosti, saj so bile polemike o problemu globalnega segrevanja in njegovih vzrokov v ospredju poročanja glavne znanosti. Ta pozornost je postavila številne podnebne znanstvenike v oči javnosti, saj so strokovnjaki za to vrsto problema. Vendar pa podnebni znanstveniki delajo veliko več kot preučujejo globalno segrevanje. Njihovo delo nam pomaga razumeti dolgoročne vremenske vzorce, ki nas lahko veliko naučijo o zgodovini Zemlje, njenih rastlin, živali in ljudi. Preučevanje podnebja Zemlje nam pomaga tudi pri razumevanju dolgoročnih ciklov njenih vremenskih vzorcev in nas lahko bolje pripravi in informira za prihodnja prizadevanja v kmetijstvu, komercialnem ribolovu in ohranjanju naravnih virov.
S preučevanjem dolgoročnih vremenskih vzorcev in podatkov, povezanih z njimi, lahko podnebni znanstveniki pomagajo zgodovinarjem in paleontologom razumeti zgodovino našega planeta in vsega življenja na njem. Jedra, vzeta iz starodavnih ledenikov, vzorci cvetnega prahu iz usedlin in preučevanje drevesnih obročev lahko pomagajo podnebnim znanstvenikom ustvariti sliko o zgodovini zemeljskega vremena. Poleg tega so oceanski tokovi in polarni led predmet trenutnih študij klimatologov, saj vplivajo na zemeljsko vreme ter na njegovo obnašanje in spreminjanje skozi čas. Zbiranje zelo velikih zalog podatkov o temperaturi, padavinah in drugih vremenskih dejavnikih nam lahko pomaga tudi razumeti, kako je Zemlja postala takšna, kot je danes, in kako lahko vreme vpliva na nas v prihodnosti.
Študija dolgoročnih nizov vremenskih podatkov in vzorcev nam pomaga tudi razumeti številne značilnosti zemeljske geografije in kako so vplivale na človeško zgodovino. Vremenski vzorci pomagajo oblikovati puščave, vplivajo na rast gozdov in travnikov ter na migracije ljudi in živali. V vsej, razen v najnovejši zgodovini, so te močno vplivale na zgodovino človeške rase in njenih civilizacij.