본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 기후 변화 예측 시스템의 동작 방법은, 다양한 종류의 기상 데이터들을 기상 정보로서 입력 받는 단계; 입력되어야 할 기상 데이터들 중 누락된 기상 데이터가 있는지를 감지하는 단계; 누락된 기상 데이터가 있는 경우, 누락된 기상 데이터의 위치에 LSTM(long short-terms memory) networks 기반 정제 모델에 의해 예측된 기상 데이터를 적용하여 정제된 기상 정보를 생성하는 단계; 및 상기 정제된 기상 정보를 바탕으로 기후 변화 예측을 수행하는 단계를 포함한다.