A klímaszkepticizmus különbözik a klímaváltozás-tagadástól, bár a két fogalom gyakran összefügg. Míg a tagadók általában teljesen elutasítják az éghajlatváltozás létezését vagy annak emberi eredetét, a klímaszkepticizmus ennél árnyaltabb, és többnyire kételyeket fogalmaz meg a klímaváltozással kapcsolatos tudományos konszenzussal szemben.
A klímaszkeptikus nem feltétlenül tagadja a klímaváltozást, de kétségeket vet fel annak mértékével, okával, következményeivel vagy az ellen tett intézkedések hatékonyságával kapcsolatban. Gyakran arra fókuszál, hogy a klímatudomány eredményei túlzóak, nem elég pontosak, vagy politikailag befolyásoltak. A szkepticizmus mögött lehet valódi tudományos kíváncsiság vagy kritikai gondolkodás, de sokszor ezt is gazdasági vagy politikai érdekek vezérlik. Gyakran vitatja a klímaváltozást kiváltó emberi tényezők jelentőségét, például az üvegházhatású gázok szerepét, vagy azt, hogy a globális felmelegedésnek valóban súlyos következményei lesznek. Általában a klímaalkalmazkodást (adaptáció) hangsúlyozza a kibocsátáscsökkentés (mitigáció) helyett.
A klímatagadás egyértelműen káros, mivel elutasítja a tudományt és az éghajlatvédelmi lépéseket. A klímaszkepticizmus viszont – ha nem manipulációra alapul – akár segíthet is a klímaváltozás kezelésével kapcsolatos megoldások alaposabb megvitatásában, feltéve, hogy a tudományos tényeket nem hagyja figyelmen kívül.
A klímaszkepticizmus esetén az átlátható kommunikáció, a tudományos adatok közérthető bemutatása és a párbeszéd ösztönzése lehet a leghatékonyabb. A klímatagadással szemben azonban szigorúbb fellépés, például a félretájékoztatás elleni küzdelem és az oktatás fejlesztése szükséges.