Auf der Nordhalbkugel sind West- und Mitteleuropa ein Teil der gemäßigten Breiten, außerdem der mittlere Teil Nordamerikas und Mittelasien. Eine viel kleinere Fläche besitzt diese Klimazone auf der Südhalbkugel: Neuseeland, Südost-Australien, der Süden Afrikas und Südamerikas gehören dazu. In den gemäßigten Breiten lebt über ein Drittel der Weltbevölkerung, vor allem die hoch entwickelten Industrienationen wie die USA, Japan, China und viele Staaten Europas.

Frühling, Sommer, Herbst und Winter – ausgeprägte Jahreszeiten sind ein besonderes Kennzeichen der gemäßigten Zone. Weil die Temperaturen im Rhythmus der Jahreszeiten wechseln, hat sich die Vegetation angepasst. Um den Frost im Winter zu überleben, werfen die Laubbäume im Herbst ihre Blätter ab und bilden im Frühjahr neue. Nadelbäume sind durch die Wachsschicht ihrer Nadeln besonders gut gegen große Kälte geschützt. Laub- und Mischwälder sind die in den gemäßigten Breiten typische Vegetation.

Je weiter wir uns den Polen nähern, desto kälter wird es. In dieser kalt-gemäßigten Zone mit ihren langen Wintern wachsen vor allem Nadelbäume, weil sie besonders gut an eisige Temperaturen angepasst sind. Auf der Nordhalbkugel gibt es daher einen breiten Gürtel von Nadelwäldern in weiten Teilen Kanadas und Russlands, die auch als Taiga bekannt sind.

Typisch für die gemäßigte Zone ist: Je weiter man ins Landesinnere gelangt, desto trockener wird es. Während es im französischen Brest am Atlantischen Ozean das ganze Jahr über viel regnet, ist es in Sibirien weit im Inneren des Kontinents viel trockener. Dort sind auch die Temperaturunterschiede zwischen Sommer und Winter viel höher. Bei einem solchen trockenen Klima mit starken Temperaturschwankungen spricht man von Kontinentalklima. Wegen der großen Trockenheit wächst hier kaum Wald. Dagegen sind vermehrt Steppen zu finden – je nach Region auch Prärie (Nordamerika) oder Pampa (Südamerika) genannt. An manchen Orten ist es sogar so trocken, dass sich Halbwüsten und Wüsten, wie die Gobi in Zentralasien, gebildet haben.

Die Strahlung der Sonne ist nicht überall auf der Erde gleich stark. Wie intensiv sie die Erde erwärmt, hängt vom Winkel der Sonneneinstrahlung und damit vom Breitengrad ab. Weil die Sonne in der Nähe des Äquators das ganze Jahr über fast senkrecht steht, wird die Erde hier sehr stark aufgeheizt. In Richtung der Pole treffen die Sonnenstrahlen in einem immer flacheren Winkel auf: Die gleiche Sonnenenergie verteilt sich auf eine immer größere Fläche. Daher wird es umso kühler, je größer die Entfernung zum Äquator ist. So entstehen Regionen mit unterschiedlichem Klima, die Klimazonen.

Nach der Stärke der Sonneneinstrahlung lassen sich vier verschiedene Klimazonen auf dem Festland der Erde einteilen: Die Tropen rund um den Äquator, die Subtropen (vom lateinischen Wort „sub“ für „unter“) zwischen dem 23. und dem 40. Breitengrad, die gemäßigte Zone unserer Breiten und die Polargebiete um Nord- und Südpol. Wie Gürtel ziehen sie diese Klimazonen in Ost-West-Richtung um die Erde.

Das Klima hängt jedoch nicht nur vom Breitengrad ab, auch andere Einflüsse spielen eine Rolle. So liegt auf dem Kilimandscharo Schnee, obwohl er in den Tropen liegt. Dass sein Gipfel vereist ist liegt daran, dass die Temperatur mit zunehmender Höhe sinkt. Gebirgsklima ist also immer kühler als tiefer liegende Gebiete.

Auch die Entfernung zum Meer wirkt sich aufs Klima aus: Wasser kann Sonnenwärme länger speichern als das Festland. Außerdem wärmt es sich langsamer auf als das Land. Dadurch wirkt das Meerwasser wie ein Puffer auf die Temperaturen. In Küstennähe ist das Klima daher mild. Im Landesinneren fehlt dieser Wärmeausgleich und es herrscht kontinentales Klima, bei dem die Temperaturen viel stärker schwanken als im maritimen Klima in der Nähe des Meeres.

Pflanzen richten sich nach dem Klima: Wo welche Arten zu Hause sind, wird vor allem von der Temperatur und von der Niederschlagsmenge bestimmt. Darum gibt es auf der Erde viele verschiedene Regionen mit bestimmten Pflanzengemeinschaften: die Vegetationszonen. Weil die Art der Vegetation vom Klima abhängig ist, verlaufen diese Vegetationszonen, ähnlich den Klimazonen, ungefähr parallel zum Äquator.

Zu den typischen Vegetationszonen gehört zum Beispiel der Regenwald in den immerfeuchten Tropen. Mit zunehmender Entfernung vom Äquator sind die Graslandschaften der Savannen, auf denen vereinzelt auch Bäume und Sträucher gedeihen, die typische Vegetation. In Richtung der Pole folgen die Subtropen mit Wüsten und Halbwüsten, die besondere Gewächse der wechsel- und der immerfeuchten Subtropen, die Laub- und Mischwälder der gemäßigten Breiten und die Nadelwälder der kalt gemäßigten Zone. In den Gebieten um die Pole wachsen nur noch besonders abgehärtete Sträucher, Moose und Flechten. Diese letzte Vegetationszone vor der polaren Wüste aus Eis heißt Tundra.

Nicht immer sind die Grenzen der Vegetationszonen leicht zu erkennen, ihre Übergänge sind fließend. Das liegt auch daran, dass der Mensch Einfluss auf die Pflanzenwelt nimmt: Indem er Wälder rodet, das Land bewirtschaftet und Städte erbaut, verändert er die ursprüngliche Vegetation. Wer beschreiben möchte welche Pflanzen im Moment tatsächlich wachsen, spricht bei der Einteilung auch von Ökozonen.

Der auffälligste Unterschied zwischen den Jahreszeiten: Im Sommer ist es warm, im Winter kalt. Die Wärme stammt vor allem von der Sonne, also muss der Unterschied zwischen Sommer und Winter etwas mit der Sonne zu tun haben.

Tatsächlich gibt es gleich mehrere Gründe: So sind im Sommer die Tage lang und die Nächte kurz. Luft und Erdboden haben also im Sommer tagsüber viel Zeit, sich aufzuwärmen, und kühlen in der kurzen Nacht nur wenig ab. Im Winter ist es umgekehrt: Die Sonne bringt nur kurze Zeit etwas Wärme, in den langen Nächten kühlen Luft und Boden aus.

Außerdem sind die wärmenden Sonnenstrahlen im Winter schwächer. Verglichen mit dem Sommer steht die Sonne tiefer am Himmel. Die Sonnenstrahlen treffen also flacher auf den Boden. Dadurch verteilt sich das Sonnenlicht auf eine größere Fläche, so dass jede einzelne Stelle am Boden weniger Licht und Wärme abbekommt. Noch dazu müssen die flachen Sonnenstrahlen einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen, dabei geht mehr Energie verloren.

Im Sommer steht dagegen die Sonne hoch am Himmel. Die Lichtstrahlen treffen steil auf den Boden und bringen viel Wärme mit.

Aber während wir uns auf der Nordhalbkugel über den warmen Sommer freuen, ist auf der Südhalbkugel Winter. Denn ob die Sonne hoch oder tief am Himmel steht und ob die Tage lang oder kurz sind, hängt davon ab, ob gerade die Nord- oder die Südhalbkugel zur Sonne hin geneigt ist.

In der Nähe des Äquators ändern sich Tageslänge und Sonnenstand im Laufe des Jahres nur wenig, so dass es dort das ganze Jahr über tropisch heiß ist.

In den trockenen Subtropen nahe dem Äquator regnet es kaum. Wegen der großen Trockenheit wächst hier außer extrem angepassten Pflanzen wie Kakteen fast nichts. In dieser Zone finden sich große Wüsten wie die Sahara in Nordafrika, die Atacama im Norden Chiles oder die Namib an der Westküste Afrikas.

In Richtung der Pole wird es feuchter: Der Mittelmeerraum ist zwar im Sommer recht trocken, doch im Winter ziehen Regengebiete aus dem Westen herein. Frost gibt es allerdings auch in der kalten Jahreszeit kaum. Dieses subtropische Winterregenklima an den Westseiten der Kontinente findet sich übrigens nicht nur am Mittelmeer. Auch Kalifornien oder Südafrika haben ein mediterranes Klima. Die Vegetation hat sich an die klimatische Situation angepasst. Typisch sind Gewächse, die auch im Winter ihr Laub behalten können. Ihre ledrigen Blätter können das Wasser gut speichern und in Trockenzeiten davon zehren. Zu diesen Hartlaubgewächsen gehören zum Beispiel Rosmarin und Olivenbaum.

In den immerfeuchten Subtropen fallen dagegen das ganze Jahr über Niederschläge. Besonders heftig regnet es im Sommer. Dann wehen von Osten her Monsunwinde, die über dem Meer viel Feuchtigkeit aufgenommen haben und diese über dem Land wieder abregnen. Wegen der hohen Niederschläge wachsen die Pflanzen dort sehr üppig: Die subtropischen Feuchtwälder ähneln dem tropischen Regenwald. Ursprünglich gab es solche Feuchtwälder im Südosten der USA, in Ostasien oder im nördlichen Argentinien. Allerdings wurden große Teile dieser Wälder gerodet, um Platz für die Landwirtschaft zu gewinnen.

Das Eis der Arktis rund um den Nordpol bedeckt im Winter einen großen Teil des Nordpolarmeers. Es erstreckt sich dann über eine Fläche von mehreren Millionen Quadratkilometern. Zum großen Teil handelt es sich dabei um eine Eisschicht, die auf dem Meer schwimmt. Außerdem bedeckt das arktische Eis die nördlichen Gebiete von Europa, Asien und Nordamerika.

Dagegen befindet sich der Südpol auf einem Kontinent, der Antarktis. Die Antarktis ist der kälteste Ort auf der Erde. Ihre Landmasse liegt fast völlig unter einem Panzer aus Eis und Schnee begraben, der bis zu 4 Kilometer dick ist. Fast drei Viertel des Süßwassers auf der Erde sind in diesem Eis gespeichert.

Menschen, Tiere und Pflanzen haben sich dem Leben im „ewigen Eis“ angepasst. Eisbären oder Rentiere schützen sich zum Beispiel mit einer Fettschicht und einem dichten Fell gegen die Kälte. Die Antarktis bewohnen nur wenige Menschen, die Arktis ist etwas stärker besiedelt. Die bekanntesten Bewohner der Arktis sind die Inuit in Nordamerika und Grönland, daneben gibt es auch die Lappen in Nordskandinavien und Naturvölker im nördlichen Sibirien. Früher lebten sie dort als Nomaden und bewegten sich mit Hundeschlitten fort. Heute benutzen sie Schneemobile und viele von ihnen leben in Städten.

In den Eiswüsten um die Pole wächst wegen der großen Kälte kaum etwas. Der Boden zwischen den Polregionen und der kalt-gemäßigten Zone ist bis in große Tiefe dauerhaft gefroren. Nach dem lateinischen Wort „permanere“ für „andauern“ nennt man diesen Untergrund daher auch Permafrost. Nur wenige Monate im Jahr taut er etwas auf. Dann können besonders abgehärtete Pflanzen wie Moose, Flechten oder Zwergsträucher darauf wachsen. Diese Region rund um die Polargebiete wird auch subpolare Tundra genannt.

Die Polarregionen sind die kältesten Gebiete der Erde. Gerade hier zeigt sich auch, dass sich die Erde aufheizt: Seit einigen Jahren beobachten Forscher, dass die Eismassen von Arktis und Antarktis schmelzen. Die Folgen dieser Erwärmung lassen sich noch nicht genau abschätzen. Klar ist aber schon jetzt, dass viele Lebensräume durch das Schmelzen der Pole bedroht sind.