Variabilita klimatu, též proměnlivost klimatu, je termín popisující změny průměrného stavu a dalších charakteristik klimatu (jako je pravděpodobnost nebo možnost extrémního počasí atd.) „ve všech prostorových a časových měřítkách nad rámec jednotlivých meteorologických jevů“.[1] V některých případech se není variabilita způsobena systematicky a vyskytuje se náhodně. Taková variabilita se nazývá náhodná variabilita nebo šum. Na druhé straně, periodická variabilita nastává relativně pravidelně a v různých režimech variability nebo klimatických podmínek.[2]
V průběhu let se definice termínu variabilita klimatu a souvisejícího pojmu změna klimatu posunula. Zatímco termín změna klimatu nyní znamená změnu, která je jak dlouhodobá, tak i antopogenní, v šedesátých letech se termín změna klimatu používal pro to, co nyní označujeme za klimatickou variabilitu, tj. klimatické nekonzistence a anomálie.[2]