Kaip pats klimatas apima daug elementų, įskaitant temperatūrą, kritulius ir vėjo sąlygas, klimato sistemą sudaro penki pagrindiniai komponentai: atmosfera, hidrosfera, kriosfera, litosfera ir biosfera. Šie esminiai komponentai nėra pasyvūs ir neveikia vieni. Atvirkščiai, Žemės klimatą reguliuoja sudėtinga ir dinamiška šių penkių komponentų sąveika.
Atmosfera
Atmosfera iš esmės yra oras, gaubiantis Žemės paviršių. Matuojant sausame atmosferos ore yra 78,08 proc. Azoto, 20,95 proc. Deguonies, 0,93 proc. Argono ir 0,038 proc. Anglies dioksido. Nors jokia konkreti riba neapibrėžia atmosferos, ji maždaug 75 mylių virš Žemės paviršiaus neturi jokio matomo poveikio klimatui. Iš visų penkių klimato komponentų atmosfera yra pati dinamiškiausia ir kintamiausia. Pavyzdžiui, šildant ir vėsinant orą, susidaro vėjo srovės, perduodančios vandens garus ir perkeliančios šilumą iš vienos Žemės dalies į kitą.
Hidrosfera
Gėlas ir sūrus žemės vanduo, įskaitant ežerus, upes, požeminius vandenis ir vandenynus, sudaro hidrosferą. Vandenynas užima apie 70 procentų planetos paviršiaus. Hidrosferos vandenys kaupia ir perduoda energiją, skaido mineralus, kaupia anglies dioksidą ir, ypač vandenynų atveju, sulaiko didžiulį šilumos kiekį. Kadangi ši šiluma padeda išvengti drastiškų temperatūros pokyčių, vandenynai yra planetos klimato reguliatoriai.
Kirosfera
Kriosfera yra ledas ant žemės paviršiaus. Tai apima ledo dangas, ledynus, amžinas įšalas, jūros ledą ir sniego dangą. Kriosferos ledas ne tik kaupia daug vandens, bet ir atspindi saulės spinduliuotę atgal į kosmosą. Bene svarbiausia, kad kriosfera prisideda prie gilios vandenyno vandens cirkuliacijos. Kaupiantis ir tirpstant dideliems ledo kiekiams, procesas sukelia jūros lygio pokyčius.
Litosfera
Litosfera yra tvirta Žemės žemė. Kaip tolimiausias planetos apvalkalas, litosferoje yra dirvožemiai, lygumos, kalnai ir viskas, kas su jais geologiškai susiję. Lyginant su kitais keturiais komponentais, litosfera daro palyginti mažai įtakos klimatui, nors žemės ir dirvožemio sudėtis turi įtakos tai, kaip saulės spinduliuotė absorbuojama arba atsispindi atgal į atmosfera. Be to, litosferos faktūra turi įtakos vėjo poveikiui, kai jis keliauja per žemės paviršių. Pavyzdžiui, žemės paviršiaus tekstūra sukuria lietaus šešėlių dykumas.
Biosfera
Visi gyvi augalai ir gyvūnai žemėje sudaro biosferą, įskaitant jūrų ir sausumos organizmus. Gyvi padarai daro didžiulę įtaką šiltnamio efektą sukeliančių dujų įsisavinimui ir išsiskyrimui. Žemės augalai kaupia daug anglies dvideginio, todėl jie yra pagrindiniai anglies ciklo dalyviai. Biosfera taip pat veikia planetos klimatą per paviršiaus albedą arba šviesos atspindį. Didelio masto augalų augimas biosferoje daro įtaką vandens perkėlimo procesui iš sausumos į atmosferą, kaip ir vėjo keliams. Dideli miškai prisideda prie savo vietinio klimato kūrimo.
