Nii nagu kliima ise hõlmab paljusid elemente, sealhulgas temperatuuri, sademeid ja tuuleolusid, on ka kliimasüsteem sisaldab viit põhikomponenti: atmosfäär, hüdrosfäär, krüosfäär, litosfäär ja biosfäär. Need olulised komponendid pole passiivsed ja nad ei tööta üksi. Pigem reguleerib Maa kliimat nende viie komponendi keeruline ja dünaamiline vastasmõju.
Atmosfäär
Atmosfäär on sisuliselt Maa pinda ümbritsev õhk. Mahu järgi mõõdetuna sisaldab atmosfääri kuiv õhk 78,08 protsenti lämmastikku, 20,95 protsenti hapnikku, 0,93 protsenti argooni ja 0,038 protsenti süsinikdioksiidi. Ehkki atmosfääri ei määratle ükski konkreetne piir, ei avalda see umbes 75 miili kõrgusel Maa pinnast kliimale nähtavat mõju. Kõigist kliima viiest komponendist on atmosfäär kõige dünaamilisem ja muutlikum. Näiteks tekitab õhu kuumutamine ja jahutamine tuulevoolud, mis kannavad veeauru ja liigutavad soojust Maa ühest osast teise.
Hüdrosfäär
Maa värske ja soolane vesi, sealhulgas järved, jõed, maa-alused veed ja ookeanid moodustavad hüdrosfääri. Ookean moodustab umbes 70 protsenti planeedi pinnast. Hüdrosfääri veed talletavad ja transpordivad energiat, lagundavad mineraale, varuvad süsinikdioksiidi ja hoiavad eriti ookeanide puhul tohutult soojust. Kuna see kuumus aitab ära hoida drastilisi temperatuurimuutusi, toimivad ookeanid planeedi kliima regulaatoritena.
Tsürosfäär
Krüosfäär on jää maa pinnal. Siia kuuluvad jääkatted, liustikud, igikelts, merejää ja lumekate. Lisaks suure hulga vee salvestamisele peegeldab krüosfääri jää päikesekiirgust tagasi kosmosesse. Kõige olulisem on see, et krüosfäär aitab kaasa ookeani süvavee ringlusele. Kui suured jäähulgad kogunevad ja sulavad, põhjustab protsess merepinna varieerumist.
Litosfäär
Litosfäär on Maa tahke maa. Planeedi äärmise kestana hõlmab litosfäär muldasid, tasandikke, mägesid ja kõike muud, mis on nendega geoloogiliselt seotud. Võrreldes ülejäänud nelja komponendiga avaldab litosfäär kliimat suhteliselt vähe, kuigi maa ja pinnase koostis mõjutab seda, kuidas päikesekiirgus neeldub või peegeldub tagasi atmosfääri. Lisaks mõjutab litosfääri tekstuur tuule mõju, kui see liigub üle maakera. Näiteks maa pinnatekstuur loob vihmavarju kõrbe.
Biosfäär
Biosfääri moodustavad kõik maa peal elavad taimed ja loomad, sealhulgas mere- ja maismaaorganismid. Elusolenditel on tohutu mõju kasvuhoonegaaside omastamisele ja eraldumisele. Maa taimed talletavad märkimisväärses koguses süsinikdioksiidi, muutes need süsinikuringes võtmetegijateks. Biosfäär mõjutab planeedi kliimat ka pinnaalbeedo ehk valguse peegeldumise kaudu. Taimede kasvu ulatuslik tekstuur biosfääris mõjutab vee ülekandumise protsessi maalt atmosfääri, nagu see mõjutab ka tuule liikumist. Suured metsad aitavad kaasa oma kohaliku kliima loomisele.