지구공학(地球工學, Geoengineering)은 기후 변화의 영향을 완화하기 위해 의도적으로 지구의 기후 시스템을 대규모로 변경하는 기술적 접근 방식을 총칭하는 개념이다. 영어의 'geoengineering'을 번역한 용어로, 'climate engineering'(기후 공학) 또는 'climate intervention'(기후 개입)이라고도 불린다. 인류가 배출한 온실가스로 인한 지구 온난화에 대응하기 위해 제안된 과학기술 분야로, 배출 감축과는 별개로 지구 기후 시스템 자체에 인위적으로 개입하는 방법들을 포함한다.
지구공학은 크게 두 가지 범주로 구분된다. 첫째는 이산화탄소 제거(CDR, Carbon Dioxide Removal)로, 대기 중의 이산화탄소를 제거하여 영구적으로 저장하는 것을 목표로 한다. 여기에는 대규모 조림(植林) 및 재조림, 토양 탄소 격리, 탄소 포집·저장을 동반한 바이오에너지(BECCS), 해양 비옥화, 직접 공기 포집(DAC) 등의 방법이 포함된다. 둘째는 태양 복사 관리(SRM, Solar Radiation Modification)로, 지구에 도달하는 태양광의 일부를 반사하여 지구 온난화를 완화하려는 접근법이다. 대표적인 제안으로는 성층권 에어로졸 주입, 해양 구름 밝게 하기, 우주 거울 설치 등이 있다. 이 외에도 극지방 빙하의 붕괴를 늦추기 위한 '빙하 지구공학(glacial geoengineering)'과 같은 방법이 추가로 논의되기도 한다.
이 개념의 배경에는 산업화 이후 배출된 온실가스로 인한 지구 온도 상승 문제가 있다. 1991년 피나투보 화산 분출 당시 지표 온도가 약 0.5°C 하강했던 사례는 성층권 에어로졸 주입 방식의 이론적 가능성을 보여주는 참고 사례로 자주 인용된다. 그러나 지구공학 기술 대부분은 아직 연구·제안 단계에 있으며, 과학적 이해도와 효과 예측의 불확실성이 크다. 특히 태양 복사 관리 방식은 오존층 고갈, 지역별 강수 패턴 변화 등 의도하지 않은 부작용을 초래할 가능성이 지적된다. 국제사회에서는 기후 관련 지구공학 활동에 대한 거버넌스의 필요성이 제기되고 있으며, 생물다양성 협약(CBD)과 런던 협약·의정서 등에서 관련 논의가 진행되고 있다. 미국 국립과학원, 영국 왕립학회, 유네스코 등 주요 과학 기관들도 지구공학의 잠재력, 위험성, 관리 방안을 검토한 바 있다.
지구공학은 온실가스 배출 감축의 대체 수단이 아니라, 배출 감축만으로 해결하기 어려운 기후 위기에 대한 보완적 접근으로 논의되는 것이 일반적이다. 일부에서는 지구공학 기술에 대한 기대가 온실가스 감축 노력을 약화시킬 수 있다는 우려도 제기된다. 현재 지구공학은 과학적 연구, 정책 논의, 윤리적 검토가 동시에 진행 중인 분야로, 실질적인 대규모 적용은 이루어지지 않은 상태이다.
