极端天气是指一定地区在一定时间内出现的历史上罕见的气象事件，其发生概率通常小于5%或10%。极端天气气候事件总体可以分为极端高温、极端低温、极端干旱、极端降水等几类，一般特点是发生概率小、社会影响大。
从概率论上来说，如果某一地区或地点的气温在多年平均条件下呈正态分布，那么在平均温度处的天气出现的概率最大，偏冷和偏热天气出现的概率较小，极冷或极热的天气出现的可能性更小。但由于全球气候变暖的影响，该地气温的平均值增加，这时偏热天气出现的概率将明显增加，并且很少出现的极热天气也可能频繁出现，高温热浪等极端事件将变得频繁；若气温变化的方差增大，则极端天气将出现得更为频繁。