氣候反饋，是指氣候系統中各種物理過程之間的一種相互作用機制。當一個初始物理過程觸發了另一個過程中的變化，而這種變化反過來又對初始過程產生影響，這樣的相互作用稱為氣候反饋。正反饋增強最初的物理過程，負反饋則使之減弱。氣候正反饋如高溫下北極凍的融化導致太陽輻射的反射減弱，進而引發溫度升高。氣候負反饋如溫度升高導致雲層增厚，繼而將減少太陽輻射和限制氣候變暖。
氣候系統反饋機制既可增強最終的輸出結果(正反饋)，也可以減弱輸出結果（負反饋）。
海洋中偶爾會發生碳循環對氣候系統的正反饋，如較高的大氣溫度使海洋變暖，從而使海洋吸收大氣二氧化碳的能力減弱。因此，增加大氣二氧化碳將可能更加提高大氣中的二氧化碳。另外一個正反饋如高溫將促進土壤中有機物質的分解，進而提高二氧化碳的釋放。
