Extrémní počasí označuje neobvyklé, drsné nebo nesezónní jevy, které se v dané lokalitě vyskytují v nejneobvyklejších deseti procentech historického rozložení – mezi hlavní typy patří vlny veder, studené vlny a tropické cyklóny. Současná změna klimatu podle důkazů zvyšuje četnost a intenzitu těchto jevů, přičemž nejvyšší jistota panuje u extrémních veder a mrazů, zatímco u silných srážek a sucha je důvěra nižší. Dopady jsou značné – například zajišťovna Munich Re odhadla, že přírodní katastrofy způsobily v roce 2021 ztráty ve výši 280 miliard USD (z toho asi 120 miliard bylo pojištěno), a lidské aktivity jako ničení mokřadů či stavby v záplavových oblastech tyto škody dále zhoršují. Vlny veder, které nejsou na rozdíl od hurikánů viditelné, způsobují úmrtí, poškození úrody a lesní požáry – příkladem je evropská vlna veder v roce 2003 s více než 50 000 nadměrnými úmrtími nebo léto 2006 ve Velké Británii, kdy znečištění ovzduší stálo život 460 lidí. Kromě pevniny se objevují i mořské vlny veder, které mají větší rozsah a delší trvání a vedou například k odumírání korálů. Studené vlny jsou pak definovány rychlým poklesem teploty během 24 hodin, přičemž klimatické modely předpovídají, že rostoucí globální teplota celosvětově zesílí všechny tyto extrémy, a tím i lidské ztráty a ekonomické náklady.