Homogenizacija klimatoloških podataka predstavlja proces kalibrisanja rezultata starih meteoroloških merenja, u cilju uklanjanja lažnih ili veštačkih, naknadno umetnutih ili ubačenih („spurious“) činilaca koji nemaju ništa sa aktuelnim promenama klimatoloških parametara koji se analiziraju. Promene instrumenata, metodologije merenja i osmatranja, lokacije i osmatrača, urbanizacija i industrijalizacija, ali i neki drugi činioci (najčešće antropogenog porekla), nemaju ništa zajedničko sa prirodnom varijacijom klime. Zbog toga se u praksi koriste brojne metode za homogenizaciju vremenskih serija podataka.
Jednostavnije rečeno, homogenizacija podataka predstavlja pokušaj uklanjanja veštačke, odnosno neklimatske promene klimatoloških parametara. Vezano za ovaj postupak, ostaju otvorena brojna pitanja, među kojima se sledeća dva čine najbitnijim:
(1.) Da li homogenizovani podaci prikazuju bolje od originalnih, odnosno nehomogenizovanih podataka ponašanje temperatura, na primer (?), i
(2.) Da li su u proces homogenizacije uključeni svi najbitniji neklimatski činioci koji su uticali na promene konkretnog klimatološkog parametra na određenoj lokaciji (?)
Da bismo dobili pouzdane odgovore na oba pitanja, posebno ovo drugo – potrebno je raspolagati detaljnim, pouzdanim i dokumentovanim podacima o lokalnim, a neretko i regionalnim neklimatskim činiocima (procesima i promenama) najrazličitijih vrsta, koji su uticali na određene klimatološke parametre na analiziranoj lokaciji.
S obzirom na činjenicu da se u poslednjih stotinak godina praktično svugde događaju nagle i često nedovoljno praćene i još manje shvaćene neklimatske promene koje mogu uticati na klimatološke parametre, retko će biti moguće pronaći stanicu u kojoj će sve njih biti moguće uključiti u proces homogenizacije. Zatim, posebno pitanje je izbor odgovarajuće metode homogenizacije među mnogima koje se danas primenjuju, ali i novima koje se stalno pojavljuju.
Homogenizacija je proces koji karakterišu tri etape. U prvoj etapi, koja se može nazvati otkrivanje ili detektovanje („detection“), utvrđuju se nagle (skokovite) ili postepene (trendovi) promene, odnosno pojave nehomogenosti u vremenskim nizovima. Na osnovu dokumentovanih informacija o poznatim promenama, koristeći statističke testove i vizuelne postupke, određuje se značajnost uočenih promena. Drugu fazu možemo nazvati podešavanje, prilagođavanje ili usklađivanje („adjustment“). Koristeći statističke postupke, u ovoj fazi se vrši redukcija odstupanja izazvanih neklimatskim činiocima. U obe ove etape koriste se uporedni podaci sa bliske, relativno homogene i pouzdane stanice koja ima identične ili vrlo slične klimatske karakteristike. U poslednjoj etapi, nazvanoj provera ispravnosti („validation“), potrebno je dokazati kvalitet urađene homogenizacije. Bez obzira na to koliko su pažljivo i detaljno odrađene prve dve faze procesa homogenizacije, ipak treba biti svestan činjenice da je neretko nemoguće postići perfektne rezultate.