Climate model projecties samengevat in het laatste IPCC-rapport geven aan dat de wereldwijde oppervlaktetemperatuur waarschijnlijk stijgen verder 1,1 tot 6,4 ° C (2,0 tot 11,5 ° F) in de 21 eeuw. De onzekerheid in deze schatting komt voort uit het gebruik van modellen met verschillende gevoeligheid voor de concentraties van broeikasgassen en het gebruik van verschillende inschattingen van toekomstige uitstoot van broeikasgassen.
Een stijging van de temperatuur op aarde zal leiden tot de zeespiegel stijgen en zal de hoeveelheid en het patroon van de neerslag wijzigen, waarschijnlijk met inbegrip van uitbreiding van de subtropische woestijnen. Opwarming zal naar verwachting het sterkst in het Noordpoolgebied en zou gepaard gaan met aanhoudende terugtrekking van gletsjers, permafrost en zee-ijs. Andere waarschijnlijke effecten omvatten veranderingen in de frequentie en intensiteit van extreme weersomstandigheden, soorten uitsterven, en veranderingen in de landbouwopbrengsten.
De aarde en de daarmee samenhangende veranderingen zullen verschillen van regio tot regio over de hele wereld, maar de aard van deze regionale verschillen is onzeker. Een andere belangrijke wereldwijde gelijktijdige opwarming van de aarde, en één die momenteel als gebeurt ook als voorspeld te blijven, is verzuring van de oceanen, dat is ook een gevolg van de hedendaagse toename van de atmosferische kooldioxide.
De wetenschappelijke consensus is dat de mens veroorzaakte opwarming van de aarde optreedt. Niettemin, het politieke en publieke debat gaat verder.
Het Kyoto-protocol is gericht op het stabiliseren van de concentratie van broeikasgassen een "gevaarlijke antropogene interferentie" te voorkomen. Met ingang van november 2009, hebben 187 landen ondertekend en het protocol geratificeerd.