气候的定义从其本质上看是与某种天气事件的概率分布有关，当天气的状态严重偏离其平均态时可认为是不易发生的事件, 在统计意义上可称为极端事件。极端事件并无统一定义，气候极值变化研究多采用阈值法， 超过阈值的被认为是极值，该事件可认为是极端气候事件。一般将阈值分为绝对阈值和百分比阈值两种，绝对阈值是指选取某一固定值作为极端事件中极值的阈值，气象上通常将日最高温度在35e 以上的日数称为高温日数，将日最低温度低于0e的日数作为霜冻日数。百分比阈值方法则是从概率统计的角度来定义极端事件，该方法所定义的极端事件即为统计意义上的小概率事件，其极端程度一般对应于90%或10% 的累积频率 。
极端温度指数可分为极端冷指数和极端暖指数两类，有学者推荐使用6个极端温度指数，其中包括绝对阈值定义下的霜冻天指数和高温天指数以及百分比阈值定义下的暖日指数、暖夜指数、冷日指数、冷夜指数4 个极端温度指数。
