Utilitza observacions, models climàtics i mètodes estadístics per determinar fins a quin punt el canvi climàtic antropogènic ha alterat la probabilitat o la intensitat d’un fenomen meteorològic extrem determinat. Per fer-ho, compara el fenomen observat amb un escenari contrafactual que representa com s’hauria produït si no hi hagués hagut emissions humanes de gasos amb efecte d’hivernacle.
L’atribució climàtica no pretén demostrar que un fenomen extrem hagi estat causat exclusivament pel canvi climàtic, sinó quantificar en quina mesura aquest n’ha modificat la probabilitat d’ocurrència o la severitat. Inicialment aplicada sobretot a les onades de calor, actualment també s’utilitza per estudiar episodis de precipitacions extremes, sequeres, inundacions, ciclons tropicals i incendis forestals.
Els seus resultats constitueixen una de les principals eines científiques per avaluar els impactes actuals del canvi climàtic i són incorporats als informes del Grup Intergovernamental d’Experts sobre el Canvi Climàtic (IPCC).
També és anomenada atribució de fenòmens extrems (extreme event attribution) i té el seu origen com a disciplina en els estudis del professor Myles R. Allen (Universitat d’Oxford) —considerat un dels fundadors de la matèria— arran de l’onada de calor europea del 2003. En l’article “Human contribution to the European heatwave of 2003” (2004), publicat a la revista Nature, suggerí que era possible estimar quantitativament fins a quin punt el canvi climàtic havia modificat la probabilitat d’un fenomen extrem concret. Els avenços que ha experimentat aquesta ciència des de llavors han permès que actualment es pugui emprar com a evidència objectiva per determinar responsabilitats en litigis climàtics.