İklim faktörlerinin etkisiyle bitki bünyesinde meydana gelen değişikliklerin ve dolayısıyla vejetasyon devresi içerisindeki belirli ve kritik dönemlerin tarihleri ile tespit edilmesi fenolojik gözlemler yardımıyla mümkün olmaktadır. Örneğin; tahıllarda ekim, çimlenme, sapa kalkma, başaklanma, çiçeklenme, erme-hasat, meyve ağaçlarında tomurcuklanma, çiçek açma, olgunlaşma, yaprakların sararıp dökülmesi, gibi olayların meydana geliş zamanları hakkında bilgi toplanır.
Canlıların gelişim basamakları ile iklim arasında yakın ilişki mevcuttur. Her canlının yaşadığı çevrede meydana gelen ve sürekli değişiklik gösteren sıcaklık, rüzgar, nem, yağış ve buharlaşma gibi iklim faktörleri karşısında bireyden bireye değişen çeşitli tepkiler görülür. Fenoloji, atmosfer ve biyosferdeki önemli mevsimsel değişimler ve oluşumlar ile ilgili bir bilim olarak tarif edilebilir.
Fenoloji ilgilendiği konulara göre çeşitli bölümlere ayrılır; kuşlarla ilgili olan dalına AVİFENOLOJİ, böceklerle ilgili dalına BÖCEK FENOLOJİSİ, bitkilerle ilgili olan dalına FİTOFENOLOJİ, tropikal bitkilerle ilgili olan dalına TROPİKAL FENOLOJİ, klimatoloji ile ilgili dalına BÖLGESEL veya KLİMATOLOJİK FENOLOJİ, çiçeklerle ilgili olan dalına FLORAL FENOLOJİ ve tarımla ilgili olan dalına AGROFENOLOJİ denir.
Çeşitli bitkilerde meydana gelen belirli fenoloji safhaları ile meteorolojik şartlar arasında yakın bir ilişki bulunmaktadır. İklim gidişine bağlı olarak aynı bitkinin gelişme safhalarının zamanı ve süresi bölgelere göre farklılıklar gösterir. Bu gelişme safhalarına fenolojik safhalar denir. Bu safhaların tespiti için yapılan gözlemlere de fenolojik rasatlar denir.