全球变化的研究对象包括地球系统的岩石圈、大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈，发生在地球系统各部分之间的各种现象、过程以及各部分之间的相互作用。全球变化的过程涉及三个基本方面：物理过程、化学过程和生物过程，在这三个过程之间也存在着相互作用。此外，人类活动正以不同的方式在不同程度上影响着地球系统。同时，人类社会的持续发展也面临着全球变化带来的影响。
