Assim como o próprio clima abrange muitos elementos, incluindo temperatura, precipitação e condições do vento, o sistema climático inclui cinco componentes básicos: a atmosfera, hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera. Esses componentes essenciais não são passivos e não funcionam sozinhos. Em vez disso, o clima da Terra é governado por uma interação complexa e dinâmica entre esses cinco componentes.
Atmosfera
A atmosfera é essencialmente o ar que envolve a superfície da Terra. Medido em volume, o ar seco da atmosfera contém 78,08% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio, 0,93% de argônio e 0,038% de dióxido de carbono. Embora nenhuma fronteira concreta defina a atmosfera, ela não exerce nenhum efeito visível no clima após cerca de 75 milhas acima da superfície da Terra. De todos os cinco componentes do clima, a atmosfera é a mais dinâmica e mutável. Por exemplo, o aquecimento e o resfriamento do ar criam correntes de vento que transportam o vapor d'água e movem o calor de uma parte da Terra para outra.
Hidrosfera
As águas doces e salgadas da terra, incluindo lagos, rios, águas subterrâneas e oceanos, constituem a hidrosfera. O oceano representa cerca de 70% da superfície do planeta. As águas da hidrosfera armazenam e transportam energia, decompõem minerais, armazenam dióxido de carbono e, especialmente no caso dos oceanos, retêm uma grande quantidade de calor. Como esse calor ajuda a prevenir mudanças drásticas de temperatura, os oceanos atuam como reguladores climáticos do planeta.
Cirosfera
A criosfera é o gelo na superfície da Terra. Isso inclui mantos de gelo, geleiras, permafrost, gelo marinho e cobertura de neve. Além de armazenar grandes quantidades de água, o gelo da criosfera reflete a radiação solar de volta ao espaço. Talvez o mais importante, a criosfera contribui para a circulação das águas profundas do oceano. À medida que grandes volumes de gelo se acumulam e derretem, o processo causa variações no nível do mar.
Litosfera
A litosfera é a terra sólida da Terra. Como a camada mais externa do planeta, a litosfera inclui solos, planícies, montanhas e qualquer coisa geologicamente conectada a eles. Em comparação com os outros quatro componentes, a litosfera exerce relativamente pouca influência no clima, embora o composição da terra e do solo afeta como a radiação do sol é absorvida ou refletida de volta para o atmosfera. Além disso, a textura da litosfera afeta o impacto do vento conforme ele viaja sobre a superfície da Terra. A textura da superfície da terra, por exemplo, cria desertos de sombra de chuva.
Biosfera
Todas as plantas e animais vivos da Terra compõem a biosfera, incluindo organismos marinhos e terrestres. As criaturas vivas exercem uma grande influência na absorção e liberação de gases de efeito estufa. As plantas da Terra armazenam quantidades significativas de dióxido de carbono, tornando-as participantes-chave no ciclo do carbono. A biosfera também afeta o clima do planeta por meio do albedo da superfície ou do reflexo da luz. A textura em grande escala do crescimento das plantas na biosfera influencia o processo de transferência da água da terra para a atmosfera, assim como influencia a viagem do vento. Grandes florestas contribuem para a criação de seus próprios climas locais.