定义物理气候学是气候学的分支学科之一，主要以动力学的理论和方法研究气候形成和气候变化的原因。主要内容包括：辐射平衡、热量平衡、水分循环以及大气中各种污染物质和微量元素等的变化与气候的关系。运用大型电子计算机进行气候模拟，是研究物理动力气候学的重要方法，这一新分支的出现，为气候学的理论研究开辟了新的前景。
物理气候学利用大尺度热量传输、动量传输以及各种气候要素（如太阳辐射、温度、湿度、降水、风等物理因子）研究气候形成和变化规律的学科。
研究的方向太阳是地球上能源和动力的主要来源。太阳辐射将光、热、电磁能通过大气传到地面，由于大气性质和地面状况的差异，不同地方对太阳辐射来的能量具有不同的反射、吸收和散射，造成热力条件和热力作用的不同，使地球上的水汽、空气粒子形成不同尺度和形式的运动与动量输送，如大尺度环流运动（平流）、小尺度湍流运动（扩散）和热力不稳定引起的垂直运动(对流)。地形的差异也造成动力条件和动力作用的不同，反过来又影响各地的热力变化。这些因素相互影响和制约，干扰和反馈的结果，形成各地方的气候特征和变化。物理气候学的任务就是研究上述过程。
目前，物理气候学的研究课题主要有：①地球上的太阳辐射能及辐射平衡；②地球上的热量传输、转换及热量平衡；③地球上的水汽输送、水循环及水分平衡；④大气系统及大气状况对光、热、水等物理量的影响；⑤海洋作用与海-气关系;⑥冰雪及地面覆盖特征和地形影响；⑦人类活动对气候变化的影响和反馈作用；⑧各类气候模式的建立；⑨实验气候与气候模拟；⑩宇宙天体、太阳、地球对气候变迁的影响
