為了預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化的趨勢(shì)和影響，科學(xué)家通常是利用氣候系統(tǒng)模式。地球系統(tǒng)是由不同的圈層構(gòu)成，包括大氣圈、巖石圈、水圈、冰凍圈、生物圈，各圈層之間的相互影響是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。

氣候系統(tǒng)隨時(shí)間變化的過(guò)程既要受到外強(qiáng)迫因子如火山爆發(fā)、太陽(yáng)活動(dòng)等的影響，還要受到人為強(qiáng)迫如人類(lèi)活動(dòng)排放的溫室氣體和土地利用變化的影響。

氣候系統(tǒng)模式就是對(duì)上述氣候系統(tǒng)的動(dòng)量、質(zhì)量和能量的物理和動(dòng)力學(xué)過(guò)程的一種數(shù)學(xué)表達(dá)方式，從而使得人們可以借助巨型計(jì)算機(jī)對(duì)涉及的復(fù)雜演變過(guò)程進(jìn)行定量的、長(zhǎng)時(shí)間的、大數(shù)據(jù)量的運(yùn)算，了解氣候系統(tǒng)的演變過(guò)程、模擬外強(qiáng)迫變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響以及預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化趨勢(shì)。

近幾十年來(lái)，全球氣候系統(tǒng)模式由簡(jiǎn)單逐漸發(fā)展到復(fù)雜，并逐漸包括氣溶膠、碳循環(huán)、大氣化學(xué)等地球生物化學(xué)循環(huán)過(guò)程以及陸冰，形成了地球系統(tǒng)模式?，F(xiàn)在對(duì)于未來(lái)的氣候變化的預(yù)估，經(jīng)常基于同一個(gè)模式不同試驗(yàn)，和不同模式不同試驗(yàn)的集合/集成進(jìn)行。