指氣候變化引起的冰川物質和形態的時空變化。氣候變化引起冰川上積累量和消融量的變更，導致冰川物質平衡盈虧、雪線升降、冰面高度變化和運動速度快慢等一系列的變化，最終導致冰川面積增減和末端位置進退。
冰川物質平衡 包括冰川的物質變化及其時空分佈。在冰川物質平衡中，收入項和支出項分別以積累量(c)和消融量(a)表示。積累量包括冰川物質供給的各種過程，如如降雪、雪崩、霧淞及雨水凍結等。消融量則包括冰川物質損失的各種過程，如融化、徑流、蒸發、風吹雪等。消融主要發生在冰舌區的冰川表面。冰川物質平衡(b)在任何時間都是積累量與消融量的代數和，它是單位面積上相對於去年夏末冰川表面的質量變化（以水當量體積表示）。
式中t1為開始時間；t為任意時間；ċ和ȧ分別為積累率(·為水當量厚度的增加速率)和消融率(水當量厚度的減少速率)。
天山烏魯木齊河源Ⅰ號冰川（圖1）是中國冰川物質平衡觀測時間系列最長的冰川，1959～1982年間物質平衡年際變化很大，變幅為+374～-708毫米間。正平衡的年份為10年，負平衡為14年，多年平均值為 －110.6毫米，累計物質平衡為-2655毫米，這與60年代以來該冰川末端長期退縮的情況相符合（圖2）。物質平衡與平衡線（指冰川上雪線）高度一般呈明顯的負相關。平衡線降低，積累區面積擴大，物質平衡為正值；反之，則出現負值。
圖1 中國天山烏魯木齊河源Ⅰ號冰川
圖2 中國天山烏魯木齊河源Ⅰ號冰川的物質平衡情況圖
冰川形態變化 包括冰川末端進退、冰面高度升降和冰川面積增減。由於後兩者研究不夠，目前多以冰川末端變化代表冰川的形態變化。冰川末端的近期變化一般根據固定位置處重復測量、比較不同時期的衛星影像、航空照片、地形圖以及文獻記述獲得。百年以上時間尺度的冰川變化主要根據地貌遺跡調查和冰川沉積物分析。冰川末端的變化有：①季節性變化，冬季前進，夏季後退；②多年性變化；③循環性變化，進退的時間都較短促，且有周期性；④偶然性變化。
20世紀世界不同地區冰川進退的一般趨勢為：①20年代前為“小冰期”（14世紀至20世紀20年代，代表一個百年計的氣候寒冷期）冰川前進的尾聲。②20～40或50年代，隨著全球性的氣候變暖，各地冰川普遍後退變薄。③60年代末70年代初，全球性氣候特別是高、中緯地區氣溫明顯下降，世界不同地區的冰川物質平衡呈現為正值，退縮冰川的速率減小，很多冰川轉為前進。
中國青藏高原及其周圍山地的冰川動態與上述世界冰川變化的總趨勢基本一致，但在時間略有前後。50年代和60年代初，中國冰川均處於退縮的狀態。如在1956～1960年間，慕士塔格山的喬都馬克冰川平均每年退縮3.5米，蘇木卡爾冰川平均每年退縮3.7米；1956至1976年左右，在祁連山測定的22條冰川末端均在退縮，平均年退縮量在12.5～22.5米間。70年代中期以來，雖然大多數冰川仍在退縮，但後退速率變慢，如祁連山東段水管河4號冰川的退縮率在1956～1975年間年平均為16米，在1976～1978年間年平均退縮量下降到6米。在昆侖山、喀喇昆侖山、帕米爾以及喜馬拉雅山中，有許多冰川處於前進狀態，穩定冰川也不少。據統計，青藏高原及其周圍山地的116條冰川中，35條在前進，62條在退縮，19條冰川末端穩定不變。
不同的冰川進退變化幅度差別很大。據對全球性695條冰川的統計，常態冰川進退年變幅小於10米的占59.8%，等於10～25米的占22.4％，年變幅大於100米的僅占2.2%。而且，同一條冰川在不同時段年變幅也有明顯的差異。如中國天山烏魯木齊河源Ｉ號冰川末端自60年代初以來一直處於後退變薄的狀態，但後退速率不一，1960年9月至1973年8月平均退縮速率為5.96米/年，1973年8月至1980年8月後退速率減小為3.28米/年，1980年8月至1984年9月平均後退速率略增為3.35米/年。
躍動冰川的變化 躍動冰川是指經歷瞭較長時間的穩定甚至停滯之後，在短暫時間突然出現異常快速前進或巨大水平位移的冰川。躍動期間末端位置的年變幅以公裡計。如喀喇昆侖山的庫蒂亞冰川在1953年3月至5月初兩個月內冰舌末端前進瞭12公裡，帕米爾的熊冰川在1963年4月22日至6月23日間冰舌末端位置前進1.6公裡。躍動冰川變化的主要特點是：①所有躍動冰川都周期性地反復躍動；②大部分躍動的周期性均勻，且每一旋回的長度對同一條冰川幾乎是不變的；③所有躍動均發生在較短的時間內，最普遍的為2～3年，而平靜期要長得多，一般為20～30年；④躍動期間冰流的速度比平靜期的流速至少快一個數量級，冰的水平位移總量通常為數公裡；⑤所有躍動冰川在空間上可以劃分為冰積儲區和冰接收區，前者與冰川積累區並不相同，它可能完全在冰川消融區內。躍動是冰川變化的特殊形式，各種類型與規模的冰川都能發生躍動，而且幾乎能在各種氣候條件下出現，其原因和機制迄今尚未被人們所完全認識。
與氣候變化的關系 冰川變化與氣候變化之間的復雜關系，迄今還很不清楚。主要問題是:冰川變化響應氣候變化在時間上有滯後現象，不同的冰川滯後時間差別很大，小冰川對氣候變化的響應時間為數年至數十年，大冰川的響應時間可達數百年甚至數千年。如南極冰蓋的響應時間以萬年計。即使在相同的氣候變化情況下，不同的冰川甚至同一條冰川的不同冰流，可以出現完全不同的變化動態。而且，冰川對小氣候變化也很敏感，它可以強烈地增幅這些小氣候的變化，並留下持久的地貌痕跡。此外，冰川對氣候變化有反饋作用。所以研究冰川變化可以瞭解過去的氣候變化情況，預測未來的氣候。