שינוי אקלים הוא שינוי משמעותי וארוך טווח באקלים ובמזג האוויר בכדור הארץ. שינוי זה יכול לקרות בעקבות בצורה טבעית, או כתוצאה מפעילות אנושית.
מאז תחילת המאה ה-21, נעשה שימוש במונח זה ביחד לתופעת ההתחממות הגלובלית שחלה בכדור הארץ, ולהקצנה בתופעות מזג האוויר.
סוגיית שינוי האקלים נכנסה לתודעה הציבורית בעקבות ההבנה שהשינוי נגרם בעיקר בעקבות הזינוק בפליטת גזי חממה (כמו פחמן דו חמצני) בעקבות פעילות אנושית.