Geoingeniería, la manipulación a gran escala de un proceso específico central para controlar el clima de la Tierra con el fin de obtener un beneficio específico. El clima global está controlado por la cantidad de radiación solar que recibe la Tierra y también por el destino de esta energía dentro del sistema terrestre, es decir, cuánta es absorbida por la superficie de la Tierra y cuánta es reflejada o rerradiada al espacio. La reflectancia de la radiación solar está controlada por varios mecanismos, como el albedo de la superficie de la Tierra y la cobertura de nubes y la presencia en la atmósfera de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2). Para que las propuestas de geoingeniería influyan en el clima global de forma significativa, deben alterar intencionadamente la influencia relativa de uno de estos mecanismos de control.
Las propuestas de geoingeniería se desarrollaron por primera vez a mediados del siglo XX. Apoyándose en las tecnologías desarrolladas durante la Segunda Guerra Mundial, estas propuestas fueron diseñadas para alterar los sistemas meteorológicos con el fin de obtener condiciones climáticas más favorables a escala regional. Una de las técnicas más conocidas es la siembra de nubes, un proceso que intenta hacer llover en las tierras de cultivo resecas mediante la dispersión de partículas de yoduro de plata o de dióxido de carbono sólido en las nubes portadoras de lluvia. La siembra de nubes también se ha utilizado para intentar debilitar las tormentas tropicales. Además, el ejército estadounidense sugirió que las armas nucleares podrían utilizarse como herramientas para alterar los climas regionales y hacer que ciertas zonas del mundo sean más favorables para la habitación humana. Esta propuesta, sin embargo, no fue probada.
La siembra de nubes funciona a escala regional, tratando de influir en los sistemas meteorológicos en beneficio de la agricultura. Las propuestas actuales de geoingeniería se han centrado en la escala global, sobre todo a medida que aumentan las pruebas de las concentraciones atmosféricas de CO2 y, por tanto, la perspectiva del calentamiento global. Han surgido dos enfoques fundamentalmente diferentes del problema del cambio climático global. El primer enfoque propone el uso de tecnologías que aumentarían la reflectancia de la radiación solar entrante, reduciendo así el efecto de calentamiento de la luz solar sobre la superficie de la Tierra y la atmósfera inferior. Sin embargo, alterar el balance térmico de la Tierra reflejando más luz solar hacia el espacio podría compensar el aumento de las temperaturas, pero no haría nada para contrarrestar el aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera terrestre. El segundo enfoque de geoingeniería se centra en este problema, proponiendo retirar el CO2 del aire y almacenarlo en zonas donde no pueda interactuar con la atmósfera terrestre. Este enfoque es más atractivo que el primero porque tiene el potencial de contrarrestar tanto el aumento de las temperaturas como el de los niveles de dióxido de carbono. Además, la reducción del CO2 en el aire podría resolver el problema de la acidificación de los océanos. Los océanos absorben grandes cantidades de CO2 atmosférico y lo mezclan con el agua de mar para formar ácido carbónico (H2CO3). Al aumentar la cantidad de ácido carbónico en el océano, disminuye el pH del agua de mar. Esta acidificación de los océanos podría dañar los arrecifes de coral y otros organismos calcáreos, como los erizos de mar. La reducción de la concentración de CO2 ralentizaría y tal vez detendría la producción de ácido carbónico, lo que a su vez reduciría la acidificación del océano.
Para algunos científicos, las propuestas de geoingeniería a escala global rozan la ciencia ficción. La geoingeniería también es controvertida porque pretende modificar el clima global, un fenómeno que aún no se conoce del todo y que no puede alterarse sin riesgo. En la prensa popular se han publicado informes que consideran la geoingeniería como la opción final para frustrar el cambio climático si todas las demás medidas para reducir las emisiones de CO2 fracasan en las próximas décadas. Varios estudios defienden que la realización de pruebas rigurosas debería preceder a la aplicación de cualquier propuesta de geoingeniería para evitar consecuencias no deseadas. Cada una de las propuestas que se describen a continuación se diferenciaría de las demás por su potencial eficiencia, complejidad, coste, consideraciones de seguridad y efectos desconocidos sobre el planeta, y todas ellas deberían ser evaluadas a fondo antes de ser aplicadas. A pesar de esto, ningún esquema propuesto ha sido probado a propósito, ni siquiera como un estudio piloto a pequeña escala, y por lo tanto la eficiencia, el costo, la seguridad, o la escala de tiempo de cualquier esquema nunca ha sido evaluada.