Geoengineering, manipulation i stor skala af en specifik proces, der er central for styringen af Jordens klima, med henblik på at opnå en specifik fordel. Det globale klima styres af den mængde solstråling, som Jorden modtager, og også af denne energis skæbne i Jordens system – dvs. hvor meget der absorberes af Jordens overflade, og hvor meget der reflekteres eller genudsendes tilbage til rummet. Solstrålingens refleksion styres af flere mekanismer, herunder Jordens overfladealbedo og skydække og tilstedeværelsen af drivhusgasser som f.eks. kuldioxid (CO2) i atmosfæren. Hvis forslag om geoengineering skal påvirke det globale klima på en meningsfuld måde, skal de bevidst ændre den relative indflydelse af en af disse styringsmekanismer.
Geoengineeringforslag blev først udviklet i midten af det 20. århundrede. Med udgangspunkt i de teknologier, der blev udviklet under Anden Verdenskrig, blev sådanne forslag udformet med henblik på at ændre vejrsystemer for at opnå mere gunstige klimaforhold på regionalt plan. En af de mest kendte teknikker er cloud seeding, en proces, der forsøger at bringe regn til udtørrede landbrugsarealer ved at sprede partikler af sølvjodid eller fast kuldioxid i regnbærende skyer. Cloud Seeding er også blevet brugt i forsøg på at svække tropiske storme. Desuden har det amerikanske militær foreslået, at atomvåben kan bruges som redskab til at ændre regionale klimaer og gøre visse områder af verden mere gunstige for menneskelig beboelse. Dette forslag blev dog ikke afprøvet.
Molkeudsædning fungerer på regional skala og søger at påvirke vejrsystemer til gavn for landbruget. Nutidens forslag om geoengineering har fokuseret på den globale skala, især efterhånden som der er kommet beviser for stigende CO2-koncentrationer i atmosfæren og dermed udsigten til global opvarmning. Der er opstået to fundamentalt forskellige tilgange til problemet med globale klimaændringer. Den første tilgang går ud på at anvende teknologier, der kan øge refleksionen af den indkommende solstråling og dermed reducere sollysets opvarmningseffekt på Jordens overflade og den nedre atmosfære. En ændring af Jordens varmebudget ved at reflektere mere sollys tilbage til rummet kan dog kompensere for de stigende temperaturer, men vil ikke kunne modvirke den stigende koncentration af CO2 i Jordens atmosfære. Den anden tilgang til geoengineering fokuserer på dette problem og foreslår at fjerne CO2 fra luften og lagre det i områder, hvor det ikke kan interagere med Jordens atmosfære. Denne tilgang er mere tiltalende end den første, fordi den har potentiale til at modvirke både stigende temperaturer og stigende kuldioxidniveauer. Desuden kan man ved at reducere CO2 i luften løse problemet med forsuring af havene. Store mængder CO2 fra atmosfæren optages af havene og blandes med havvand for at danne kulsyre (H2CO3). Efterhånden som mængden af kulsyre stiger i havet, sænker den havvandets pH-værdi. En sådan forsuring af havene kan medføre skader på koralrev og andre kalkholdige organismer som f.eks. søpindsvin. En reduktion af CO2-koncentrationen ville bremse og måske i sidste ende standse produktionen af kulsyre, hvilket igen ville reducere forsuring af havene.
For nogle forskere grænser forslag om geoengineering i global skala til science fiction. Geoengineering er også kontroversielt, fordi det sigter mod at ændre det globale klima – et fænomen, som endnu ikke er fuldt forstået og ikke kan ændres uden risiko. I den populære presse har der været rapporter, der betragter geoengineering som den sidste mulighed for at modvirke klimaændringerne, hvis alle andre foranstaltninger til at reducere CO2-emissionerne slår fejl i de kommende årtier. Flere undersøgelser anbefaler, at der forud for gennemførelsen af ethvert forslag om geoengineering bør foretages strenge test, så utilsigtede konsekvenser kan undgås. Hvert af de forslag, der beskrives nedenfor, vil adskille sig fra de andre med hensyn til potentiel effektivitet, kompleksitet, omkostninger, sikkerhedsovervejelser og ukendte virkninger på planeten, og de bør alle evalueres grundigt, før de gennemføres. På trods af dette er ingen af de foreslåede ordninger blevet testet målrettet, selv ikke som en pilotundersøgelse i lille skala, og derfor er effektiviteten, omkostningerne, sikkerheden eller tidsrammen for nogen ordning aldrig blevet evalueret.