20世纪70年代诊断一词被引入气候学，从1976年开始每年的秋季，美国召开一次对当前气候异常进行研讨的工作会议，并正式命名为气候诊断年会。

气候诊断主要包含气候变化的检测、气候变化成因的诊断、气候异常的监测诊断和气候异常机制的诊断等。①气候变化的检测。主要是通过各种统计分析方法，研究区域性和全球性气候变化的时空分布特征、演变规律，以及气候异常变化的程度。②气候变化成因的诊断。主要是利用各种统计分析方法、各类气候模式模拟试验，诊断气候变化的驱动因子。③气候异常的监测诊断。主要是利用气候统计指标判断气候状态、气候事件的异常程度。④气候异常机制的诊断。主要是通过各种统计动力分析、气候控制试验、气候敏感性试验等手段，研究气候系统及其各成员之间的相互作用、相互影响过程，揭示气候异常形成的机制。

气候诊断的研究方法有很多，主要有：①统计方法。通过各种统计分析方法对气候变化和气候异常及其成因做出合理的判断，包括相关分析、正交函数分析、谱分析、小波分析、奇异值分解和神经网络等。②气候模拟试验。通过各种简单及复杂气候模式进行气候控制试验、气候敏感性试验，检测不同尺度气候变化的驱动因子，诊断气候异常机制。③物理气候学方法。