Fenológiu môžeme vo všeobecnosti definovať ako vedu o časovom priebehu významných periodicky sa opakujúcich životných prejavov rastlín a živočíchov, tzv. fenologických fáz alebo fenofáz  v závislosti od komplexu podmienok vonkajšieho prostredia, najmä od počasia a klímy. Jej názov je odvodený od gréckych slov phainesthai − objaviť sa a logos − veda. Samotný termín „fenológia“ vznikol v polovici 19. storočia v Belgicku. Za jeho autorov sa považujú riaditeľ Belgického kráľovského observatória a tajomník Belgickej kráľovskej akadémie Adolphe Quetelet (1796−1874) a botanik Charles Morren (1807−1858), ktorý toto pomenovanie v roku 1853 ako vôbec prvý použil v názve jednej zo svojich vedeckých prác. Podľa objektov skúmania rozdeľujeme fenológiu do dvoch čiastkových vedných disciplín, ktorými sú (1) zoofenológia, sledujúca časový priebeh základných životných prejavov živočíchov (napr. migrácia, párenie, liahnutie, resp. rodenie mláďat, hibernácia a pod.) a (2) fytofenológia, ktorá sa zaoberá skúmaním časového priebehu najdôležitejších vonkajších životných prejavov rastlín, predovšetkým drevín (napr. kvitnutie, zalisťovanie, dozrievanie plodov a pod.) alebo poľnohospodárskych plodín (agrofenológia).

Aj keď sa fenológia ako samostatná vedná disciplína definitívne vyprofilovala až v polovici 19. Storočia prvé presné záznamy spadajú už do raného feudalizmu. Z bývalého japonského hlavného mesta Kjóto pochádzajú historické záznamy o začiatku kvitnutia pôvodného druhu ozdobnej čerešne (sakury) Tieto záznamy siahajú až do roku  812, nakoľko začiatok kvitnutia tohto tradičného symbolu Japonska bol oddávna spájaný s oslavami a tradičnými festivalmi.

Najstaršie fenologické údaje v Európe pochádzajú zo 16. storočia a týkajú sa najmä času zberu úrody kultúrnych plodín (žatve, vinobranie a pod.). Keďže čas zberu poľnohospodárskych plodín je ovplyvňovaný meteorologickými podmienkami v priebehu celého jarného obdobia, na základe historic­kých dát je možné odhadnúť dlhodobý vývoj teplotných pomerov počas jarných mesiacov a na za­čiatku leta. Prvú fenologickú sieť s jasne definovanou metodikou pozorovaní založil vo Švédsku v polovici 18. storočia Carl Linné. Od 18. storočia sú známe aj relatívne presné záznamy Roberta Marshama a jeho nasledovníkov z regiónu Norfolk vo Veľkej Británii a podobná nepretržitá séria fenologických údajov je k dispozícii aj z územia Švajčiarska. Na území Slovenskej republiky sa systematické fenologické pozo­rovania vykonávajú od polovice 19. storočia.

Začiatok systematických a metodicky jednotných fenologických po­zorovaní po vzniku Československej republiky sa datuje do roku 1923. Autorom prvých pravidiel pre fenologické pozorova­nia v bývalom Československu bol profesor Václav Novák, ktorý je považovaný za zakladateľskú osobnosť československej fenológie. Pozorovací prog­ram, ktorý vypracoval a ktorý sa používal až do roku 1955, zahŕňal sledovanie 80 rastlinných druhov, migráciu vtáctva, hmyz a tak­tiež aj sledovanie a za­znamenávanie agrotechnických údajov. V rokoch 1956−1985 sa systematic­ké fenologické pozorovania vykonávali podľa prvej príručky, vydanej vtedajším Hydro­meteorologic­kým ústavom. Súčasný systém fenologických pozorovaní funguje od roku 1985.

Fenologické pozorovania drevín sa vykonávajú vo fenologických ročných obdobiach, do ktorých patrí:

Fenologické predjarie – kvitne snežienka, podbeľ, lieska, jelša, drieň (dreviny kvitnú ešte pred olistením). Prvá znáška včiel…

Fenologická jar
1. včasná – kvitnú a zároveň sa olisťujú dreviny ako čerešňa, hruška. Toto obdobie sa kryje približne s nástupom priemernej dennej teploty 5 °C. (začiatok až koniec apríla  Začiatok vegetačného obdobia nám indikuje fenologická fáza začiatku zalistenia. 
2. plná – kvitnutie už olistených drevín ako jabloň, orgován, pagaštan konský, jarabina. Zalisťovanie lesných drevín (dub letný, breza, buk). Hlavné druhy ovocných stromov odkvitajú. Metanie (rast klasov) raži ozimnej. Nástup hlavného vegetačného obdobia. Toto obdobie sa kryje približne s nástupom priemernej dennej teploty 10˚ C (polovica apríla, koniec mája)

Fenologické leto
1. včasné – kvitnutie agáta bieleho, lúčnych tráv, kvitnutie viniča (jún
 2. plné – kvitnutie lipy malolistej, hlavná znáška včiel, dozrievanie zŕn a žatva obilnín (júl)

Prechod medzi obdobím leta a jesene sa označuje ako babie leto – dozrieva včasné ovocie, pagaštan konský….

Fenologická jeseň – začiatok žltnutia listov nám indikuje koniec hlavného vegetačného obdobia , dochádza aj k sfarbovaniu a opadu lístia (pokles nočnej teploty pod 6 °C), dozrievanie posledných lesných plodov a ovocných drevín. (druhá polovica septembra, začiatok októbra)

Fenologická zima – denné teploty klesajú pod 5° C, obdobie vegetačného pokoja. (všetky listy sú už opadané- druhá polovica novembra.

Nástup a priebeh fenologických fenologických fáz ovplyvňujú:

Vonkajšie faktory: teplota – najvýznamnejší faktor , hlavne pri nástupe jarných fenofáz, zvýšená teplota vzduchu a pôdy urýchľuje začiatok vegetačného obdobia a znižuje dobu trvania jarných fenofáz, zatiaľ čo ukončenie vegetačného obdobia naopak posúva k neskorším dátumom, zrážky a vlhkosť – zvýšené úhrny zrážok odďaľujú nástup kvitnutia a začiatok vegetačného obdobia, podobne ako jeho ukončenie, fotoperióda (dĺžka denného slnečného svitu) – nízke hodnoty spôsobujú neskorší nástup jarných fenofáz  a skorší nástup jesenných fenofáz , topografické pomery (nadmorská výška, expozícia, sklon) – s narastajúcou nadmorskou výškou sa časy nástupu jarných fenofáz oneskorujú a dĺžka vegetačného obdobia sa skracuje (jesenné fenofázy sa na vyššie položených miestach objavujú skôr, účinky vetra pôdny typ a druh (hydrický a živinový režim), medzidruhové a vnútrodruhové vzťahy, činnosť človeka a i.

Vnútorné faktory: vlastnosti druhu, genetická konštitúcia jedinca a i.

Metódy fenologických pozorovaní rozdeľujeme na:

1. pozemné (terénne)
   a) vizuálne ‒ založené na pravidelnom vizuálnom pozorovaní vybraných druhov na sledovaných lokalitách ‒ v minulosti jediný spôsob. Výhody spočívajú v podrobnom (detailnom posudzovaní jednotlivých fenologických fáz). Nevýhody: subjektívne hodnotenie (zaťaženosť výsledkov subjektívnou chybou) lokálny charakter jednotlivých pozorovaní náročnosť na čas náročnosť na ľudské zdroje (pri získavaní údajov z väčších území potreba veľkého počtu terénnych pozorovateľov)
   b) kamerové ‒ eliminujú viaceré nevýhody vizuálnych pozorovaní používaním digitálnych fotoaparátov a kamier. Umožňujú kontinuálne, pravidelné monitorovanie v čase, poskytujú nepretržité údaje o priebehu fenologických fáz, redukujú náročnosť na množstvo pracovných síl. Vďaka využívaniu digitálnych analýz odstraňujú subjektívne chyby pozorovateľov. Pretrvávajúce problémy: náklady na nákup techniky, zabezpečenie ochrany pred odcudzením a pod.
2. diaľkové (satelitné)
   Využívajú družicové záznamy. Výhody: komplexné pokrytie povrchu (možnosť sledovania veľkých území) krátke časové intervaly medzi pozorovaniami, využívajú družicové záznamy. Nevýhody: negatívne vplyvy atmosférických javov (zrážky, opar, oblačnosť a i.) možnosť sledovať len niektoré fenologické fázy (pri satelitných pozorovaniach sa sledujú len vegetatívne fenofázy lesných drevín ako napr. zalistenie, žltnutie a opad listov, t.j. iba tie fázy, ktoré ohraničujú vegetačné obdobie) problémy s finančnou náročnosťou, resp. interpretáciou získaných údajov (satelitné údaje s malou mierkou sú finančne náročné, vo veľkej mierke sú voľne dostupné, ale ťažšie interpretovateľné. V našich podmienkach sa najčastejšie využívajú záznamy z družicových spektrorádiometrov MODIS (Moderate Re­solution Imaging Spectroradiometer).

Koordinácia a organizácia fenologických pozorovaní prebieha na národnej a medzinárodnej úrovni.

Na národnej úrovni boli vytvorené Národné fenologické siete, ktoré sa zakladali v takmer každom európskom štáte v 19. a 20. Storočí. SHMÚ v súčasnosti (od r. 1985) spravuje najväčšiu fenologickú sieť na Slovensku, tvorenú 210-timi fenologickými stanicami. Jednotlivé fenologické stanice sú zamerané na sledovanie lesných drevín, ovocných drevín, poľnohospodárskych plodín a na všeobecnú fenológiu. Fenologické pozorovania vykonávajú dobrovoľníci.

Výber vhodných lokalít a porastov pre fenologické pozorovania urobí pracovník SHMÚ v spolupráci s pozorovateľom.

Porasty v rámci lokality by mali byť pôvodné, dospelé (plodiace) a v dobrom zdravotnom stave (bez známok poškodenia). V rámci porastu sa vyberie a označí skupina jedincov, na ktorých sa budú pozorovania každoročne opakovať (najviac zastúpený druh: cca 10 jedincov, primiešané druhy: cca 5 jedincov).

V rámci lesníckej fenológie sledujeme nasledovné druhy lesných rastlín a drevín.

1. stromy
   Hlavné: smrek obyčajný, jedľa biela, borovica lesná, smrekovec opadavý, buk lesný, dub zimný, dub letný
   Doplnkové: javor horský, lipa malolistá, breza previsnutá, jelša lepkavá, agát biely, jarabina vtáčia, hrab obyčajný, jaseň štíhly
2. Kry: borovica horská, lieska obyčajná, vŕba rakytová, drieň obyčajný, slivka trnková – trnka, hloh obyčajný, baza čierna
3. Polokry: ostružina malinová, brusnica čučoriedková, brusnica obyčajná
4. Byliny: snežienka jarná, pečeňovník trojlaločný, veternica hájna, záružlie močiarne, konvalinka voňavá

Pri pozorovaní sledujeme čiastkové fenologické fázy:

1. A) Vegetatívne (týkajú sa asimilačných orgánov rastlín)

Jarné:
–  pučanie listových púčikov (listové púčiky zväčšujú svoj objem a na okrajoch ich obalových šupín sa objavuje bledozelené sfarbenie)
– rozpuk listových púčikov (púčiky sa otvárajú a v ich strede sa objavujú zelené konce mladých lístkov)
–  zalistenie (v strede terminálneho púčika sa objavuje prvý mladý list, ktorý už má normálny tvar, nemá však ešte normálnu veľkosť a sfarbenie)
– prvé májové výhonky (pri ihličnanoch)

Letné:
– jánske výhonky
– letné žltnutie listov

Jesenné:
– žltnutie listov
– opadávanie listov

1. B) Generatívne (týkajú sa rozmnožovacích orgánov rastlín)

Jarné:
– predlžovanie jahniad (pri lieske, jelši, breze a hrabe)
– pučanie kvetných púčikov (kvetné púčiky zväčšujú svoj objem a na okrajoch ich    obalových šupín sa objavuje bledozelené sfarbenie)
– butonizácia (rozpuk kvetných púčikov, kedy je na vrchnej časti púčika dobre pozorovateľný náznak kvetu)
– kvitnutie (plné rozvinutie kvetov, spojené s uvoľňovaním peľu)
– odkvet (opadávanie a zosychanie kvetných lupienkov a ukončenie uvoľňovania peľu)

Jesenné:
– zrelosť plodov
– stupeň úrody (3 stupne, hodnotí sa ako súčasť pozorovaní generatívnych fenologických fáz na konci vegetačného obdobia)

Na medzinárodnej úrovni boli zriadené Medzinárodné fenologické záhrady – International Phenological Gardens (IPG) Prvá medzinárodná fenologická záhrada vznikla v roku 1959 v Nemecku, v súčasnosti je aktívnych 89 IPG staníc v 19 európskych krajinách.

Na Slovensku máme 2 IPG stanice (Arborétum Kysihýbel Banská Štiavnica a Arborétum Mlyňany). Do konca r. 1995 ich metodicky a organizačne spravovala Nemecká meteorologická služba, od r. 1996 ich spravuje Humboldtova univerzita v Berlíne. Ich význam spočíva v pozorovaní fenofáz vybraných druhov drevín nezaťažených odchýlkami v dôsledku vnútrodruhovej premenlivosti ‒ pozorovanie vegetatívnych potomstiev (klonov) vybraných jedincov.

Význam fenologických pozorovaní

Spočíva predovšetkým v bioindikácií charakteru a zmien v prostredí a hodnotení vplyvu globálnych klimatických zmien prispôsobením sa zmeneným klimatickým podmienkam, zmenami prirodzených areálov.

Ďalšie oblasti využitia fenologických údajov:

Lesné hospodárstvo
– zisťovanie biologických a ekologických vlastností drevín (doba kvitnutia a olisťovania), stanovenie začiatku vegetačného obdobia
– sledovanie doby kvitnutia- možnosť spontánneho kríženia druhov
– charakterizovanie klimatických oblastí (posúdenie možnosti prenosu sadbového materiálu pri umelej obnove)
– šľachtenie lesných drevín (skoro pučiace a neskoro pučiace fenologické formy

Poľnohospodárstvo
– načasovanie poľnohospodárskych prác
– rajonizácia územia Slovenska vplyvom klimatických zmien, napr pestovanie ovocných drevín v podhorských oblastiach
– prognózovanie času znášok včiel

Ochrana rastlín
– prognózovanie času rojenia fytopatogéneho hmyzu

Zdravotníctvo
– prognózovanie začiatku a ukončenia peľovej sezóny

Environmentálna výchova
– popularizácia výsledkov fenologických pozorovaní poskytuje zrozumiteľný a ekonomicky nenáročný spôsob, ako vnímať vplyv klimatických zmien na prírodu a dostať ľudí bližšie k prírode.