Il primo tentativo fu compiuto nel 1918 da W. Köppen (1846-1940), aiutato dal genero A. Wegener, che non era un geologo bensì un meteorologo, che abbiamo incontrato nell'approfondimento sulla Deriva dei continenti. Secondo Köppen è possibile schematizzare tutti i climi della Terra mediante una formula climatica che offre una sintetica descrizione del clima locale mediante un'indicazione delle caratteristiche della temperatura e delle precipitazioni.
Cartina molto semplificata dei climi
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Köppen suddivide il clima in cinque classi, distribuite secondo latitudini crescenti dall'equatore ai poli e le indica con le lettere maiuscole dalla A alla E:
A = climi megatermici umidi della zona intertropicale (tutti i mesi con temperatura > +18°). Le foreste pluviali, a cavallo dell'equatore, hanno pioggia tutto l'anno. Le savane, praterie di arbusti e alberi resistenti alla siccità, hanno una stagione secca e una piovosa, condizionate dai monsoni tropicali.
B = climi aridi (con varie condizioni). Le regioni aride includono i deserti: la vegetazione si è adattata a sopravvivere a lunghi periodi di siccità. Una situazione simile si ha nelle steppe, grandi pianure erbose, che limitano i deserti e dove le precipitazioni sono più abbondanti.
C = climi mesotermici umidi (temperatura del mese più freddo compresa tra + 18° e -3°). Questa categoria include i climi subtropicali umidi, con aria umida e temperatura elevata per gran parte dell'anno. Si sviluppa la foresta decidua e di conifere. Sono tipici di questa zona i climi mediterranei, con precipitazioni soprattutto invernali, estati calde e vegetazione a macchia, e i climi marini delle coste occidentali, dove il mare tempera il clima e può permettere lo sviluppo delle foreste pluviali costiere temperate.
D = climi microtermici boreali (temperatura di gennaio inferiore a -3°, ma quella di luglio > + 10°). Questi climi temperati di latitudine più elevata si hanno solo nell'emisfero settentrionale e interessano le regioni continentali umide con estati lunghe (come nel centro degli Stati Uniti) con foresta decidua; le regioni continentali umide con estati brevi, caratterizzate da foresta mista o foresta di conifere; le regioni subartiche con estati fresche e molto brevi, e con foreste di conifere (taiga) che diventano sempre più basse e arbustive andando verso latitudini più alte.
E = climi polari (anche il mese più caldo con temperature < + 10°). Questi climi freddi sono caratterizzati dalla tundra e interessano regioni quasi prive di estate, con inverni lunghi e freddi, abitate solo da piante basse e resistenti al freddo intenso, come muschi e licheni. Il suolo è quasi completamente costituito da permafrost. Nelle regioni delle calotte glaciali, vicino ai poli, il clima è ghiacciato tutto l'anno; in Antartide le rare aree non coperte da ghiacci sono quasi del tutto prive di vegetazione, a parte alcune specie di licheni e alghe. Gli altopiani si trovano invece in regioni non polari e quindi a latitudini più basse, ma qui è la quota che determina una situazione quasi analoga a quella polare, con una progressiva scomparsa della vegetazione al di sopra di quella che viene detta la linea della vegetazione.
Ciascuna classe a sua volta è suddivisa in sottoclassi, che descrivono dei sottosistemi:
f (da fehlt = manca): assenza di una stagione arida;
s (da sommer = estate): la stagione arida cade nell'estate;
w (da winter = inverno): la stagione arida cade nell'inverno.
Nella classe A esiste una varietà monsonica, m, con stagione secca e precipitazioni nel mese più piovoso < a 60 mm.
Si può anche indicare il grado di aridità, utilizzando una seconda lettera tra queste quattro maiuscole:
S = Steppe
T = Tundre
W = Wiiste (deserto)
F = Frost (gelo)
Inoltre vengono usate in terza posizione le seguenti lettere:
h (torrido) se la temperatura media è > 18 °C
k (freddo) se la temperatura media è < 18 °C
H (alte quote).