Точно както самият климат обхваща много елементи, включително температура, валежи и условия на вятъра, така и Климатичната система включва пет основни компонента: атмосферата, хидросферата, криосферата, литосферата и биосфера. Тези основни компоненти не са пасивни и не работят сами. По-скоро климатът на Земята се управлява от сложно и динамично взаимодействие между тези пет компонента.
Атмосфера
Атмосферата по същество е въздухът, който обгръща земната повърхност. Измерено в обем, сухият въздух на атмосферата съдържа 78,08% азот, 20,95% кислород, 0,93% аргон и 0,038% въглероден диоксид. Въпреки че никоя конкретна граница не определя атмосферата, тя не оказва никакви видими ефекти върху климата след около 75 мили над повърхността на Земята. От всички пет компонента на климата атмосферата е най-динамична и променлива. Например, нагряването и охлаждането на въздуха създава вятърни потоци, които пренасят водни пари и преместват топлината от една част на Земята в друга.
Хидросфера
Пресните и солени води на земята, включително езера, реки, подземни води и океани, съставляват хидросферата. Океанът представлява около 70 процента от повърхността на планетата. Водите на хидросферата съхраняват и транспортират енергия, разграждат минерали, съхраняват въглероден диоксид и, особено в случая на океаните, задържат огромно количество топлина. Тъй като тази топлина помага да се предотвратят драстични температурни промени, океаните служат като регулатори на климата на планетата.
Киросфера
Криосферата е ледът на земната повърхност. Това включва ледени покривки, ледници, вечна слана, морски лед и снежна покривка. В допълнение към запазването на големи количества вода, ледът на криосферата отразява слънчевата радиация обратно в космоса. Може би най-важното е, че криосферата допринася за дълбоката циркулация на водата в океана. Тъй като големите обеми лед се натрупват и топят, процесът води до промени в морското равнище.
Литосфера
Литосферата е твърдата земна земя. Като най-външната обвивка на планетата, литосферата включва почви, равнини, планини и всичко геологично свързано с тях. В сравнение с останалите четири компонента, литосферата оказва сравнително малко влияние върху климата, въпреки че Съставът на земята и почвата влияе върху това как лъчението от слънцето се абсорбира или отразява обратно в атмосфера. Освен това структурата на литосферата влияе върху въздействието на вятъра, докато пътува над земната повърхност. Повърхностната текстура на земята например създава дъждовни пустини.
Биосфера
Всички живи растения и животни на земята съставят биосферата, включително морски и сухоземни организми. Живите същества оказват огромно влияние върху усвояването и отделянето на парникови газове. Растенията на Земята съхраняват значителни количества въглероден диоксид, което ги прави ключови играчи във въглеродния цикъл. Биосферата също влияе на климата на планетата чрез повърхностно албедо или отражението на светлината. Мащабната текстура на растежа на растенията в биосферата влияе върху процеса на прехвърляне на вода от сушата в атмосферата, точно както влияе върху пътуването на вятъра. Големите гори допринасят за създаването на собствен местен климат.