Као што сама клима обухвата многе елементе, укључујући температуру, падавине и услове ветра, тако и Климатски систем укључује пет основних компоненти: атмосферу, хидросферу, криосферу, литосферу и биосфера. Ове основне компоненте нису пасивне и не раде саме. Уместо тога, Земљином климом управља замршена и динамична интеракција између ових пет компонената.
Атмосфера
Атмосфера је у основи ваздух који обавија Земљину површину. Измерено у запремини, сув ваздух атмосфере садржи 78,08 процената азота, 20,95 процената кисеоника, 0,93 процента аргона и 0,038 процената угљен-диоксида. Иако ниједна конкретна граница не дефинише атмосферу, она не врши никакве видљиве ефекте на климу након око 75 миља изнад Земљине површине. Од свих пет компоненти климе, атмосфера је најдинамичнија и најпроменљивија. На пример, загревање и хлађење ваздуха ствара струје ветра које преносе водену пару и премештају топлоту из једног дела Земље у други.
Хидросфера
Слатке и слане воде на земљи, укључујући језера, реке, подземне воде и океане, чине хидросферу. Океан чини око 70 посто површине планете. Воде хидросфере складиште и преносе енергију, разграђују минерале, складиште угљен-диоксид и, нарочито у случају океана, задржавају огромну количину топлоте. Како ова топлота помаже у спречавању драстичних промена температуре, океани служе као планетарни регулатори климе.
Циросфера
Криосфера је лед на земљиној површини. То укључује ледене покриваче, глечере, пермафрост, морски лед и снежни покривач. Поред складиштења велике количине воде, лед у криосфери рефлектује и сунчево зрачење у свемир. Можда најважније, криосфера доприноси дубокој циркулацији воде океана. Како се велике количине леда акумулирају и топе, процес узрокује разлике у нивоу мора.
Литосфера
Литосфера је чврста земља Земље. Као најудаљенија љуска планете, литосфера укључује тло, равнице, планине и све што је геолошки повезано са њима. У поређењу са друге четири компоненте, литосфера врши релативно мали утицај на климу, иако Састав земље и тла утиче на то како се сунчево зрачење апсорбује или одбија назад у атмосфера. Поред тога, текстура литосфере утиче на утицај ветра док путује површином земље. На пример, површинска текстура земље ствара пустиње у кишним сенкама.
Биосфера
Све живе биљке и животиње на земљи чине биосферу, укључујући морске и копнене организме. Жива бића врше огроман утицај на усвајање и ослобађање гасова стаклене баште. Земљине биљке складиште значајне количине угљен-диоксида, што их чини кључним актерима у циклусу угљеника. Биосфера такође утиче на климу планете преко површинског албеда, или рефлексије светлости. Текстура великог раста биљака у биосфери утиче на процес преноса воде са копна у атмосферу, баш као што утиче на путовање ветра. Велике шуме доприносе стварању сопствене локалне климе.