Globális felmelegedésnek az utóbbi évtizedek éghajlati változásait nevezzük: emelkedik az óceánok és a felszínközeli levegő  hőmérséklete. A folyamat várhatólag folytatódik; végállapotát még becsülni sem tudjuk. Az Éghajlat-változási Keretegyezmény a globális éghajlatváltozás kifejezést az ember által okozott klímaváltozásra használja.

Az Éghajlat-változási Kormányközi Testület (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) adatai szerint a levegő földközeli átlaghőmérséklete 1905 és 2005 között 0,74 ± 0,18 °C-kal nőtt meg. A testület szerint ennek fő okai a XIX. század közepe óta légkörbe juttatott üvegházhatást okozó gázok. Az üvegházgázok növelik a légkör alsó tartománya, a troposzféra hőmérsékletét (Lásd: Üvegházhatás) A kutatók hevesen vitáznak arról, hogy a felmelegedést mennyiben természeti hatások (a napsugárzás erősödése, a vulkáni tevékenység, a Föld pályaelemeinek változása) és mennyiben emberi tevékenységek idézik elő. A legelfogadottabb (bár széles körű elfogadottsága még nem jelenti a bizonyítottságát) vélemények szerint a globális felmelegedés emberi okokra vezethető vissza. Ezt támasztja alá, hogy a naptevékenység és a vulkánosság alakulása a számítások szerint jelenleg a globális felmelegedés ellen hat. Az IPCC által elfogadott éghajlatmodellek szerint a Föld felszíni hőmérséklete 1990 és 2100 között feltehetően 1,1–6,4 °C-kal nő majd. Bár a legtöbb tanulmány csak 2100-ig tekint előre, a felmelegedés utána is folytatódhat, a tengerek szintje pedig emelkedhet még akkor is, ha már nem bocsátanak ki több üvegházhatású gázt, hiszen a szén-dioxid (CO2) más üvegházgázokkal együtt hosszú ideig a légkörben marad. A globális hőmérséklet-növekedés környezeti változásokhoz, a tengerszint emelkedéséhez, a csapadék mennyiségének és térbeli eloszlásának megváltozásához, szélsőséges időjárási viszonyokhoz vezet. Várhatóan változik a mezőgazdaság termelőképessége is. Mindez komolyan hathat a gazdaságra, mérsékelheti a fejlett országok nemzeti össztermékének mennyiségét, kihathat annak minőségére. Számíthatunk egyes természetes vizek kiszáradására, a gleccserek (el)olvadására, az árvizek, hurrikánok és tájfunok gyakoribbakká, nagyobbakká, pusztítóbbakká válhatnak. Állat- és növényfajok kipusztulásának sebessége jelentősen nő, ugyanakkor bizonyos invazív fajok elszaporodása felgyorsulhat, nagyot borítva ezzel az ökológiai egyensúlyon. Bizonyos betegségek könnyebben elterjedhetnek; több, eddig már „megfékezettnek” hitt betegség újra megjelenhet mutáns változataival együtt. A változások a Föld egyes területein különbözőek lehetnek.

Hatásai
Az IPCC kutatóinak általános előrejelzései szerint a szárazföldek hőmérsékletének növekedése nagyobb mértékű lesz, mint a tengereké, ami a napfény-visszaverő képességükkel magyarázható. Az Északi-sarkvidéken elsősorban a téli átlaghőmérséklet fog növekedni. Az éjszakai átlaghőmérsékletek növekedése megfogja haladni a nappali középhőmérsékletekét. A közepes földrajzi szélességeken, vagyis Észak-Amerika és Európa  nagy részén, továbbá Dél-Amerika  egy részén nyáron több forró napra kell majd számítani. A legaggasztóbb előrejelzések azt mutatják, hogy több lesz a rendkívüli időjárási esemény, például tartós aszály  és árvíz, s ezek hosszabb ideig fognak tartani. A hőmérséklet emelkedése fokozza a tengereken és a szárazföldeken a víz párolgását, ennek következtében több csapadékra számíthatunk. Nem csak a felmelegedés fog előidézni változásokat; a fokozott energiaáramlás következtében felerősödhetnek a hóviharok is. Nagy helyi hőmérséklet-ingadozásokra számíthatunk; néhol a heves áradások erodálhatják a talaj felső rétegeit, míg máshol a talaj elsivatagosodására számíthatunk a szárazság miatt. Gyakoribb és erőteljesebb szélviharokra kell majd számítanunk, a tengerparti területeket elmoshatja az eső, ezzel egyidejűleg hatalmas kontinentális területek még jobban kiszáradnak.
Az alábbiakban felsorolunk néhány, a XX. században bekövetkezett ökológiai változást, amelynek a globális felmelegedés lehet a fő oka.
► 0,6-0,2 °C-kal növekedett a globális földfelszíni hőmérséklet, a szárazföldi területek jobban melegedtek, mint az óceánok.
► Nagyobb volt a hőmérséklet-növekedés, mint az elmúlt ezer év bármely évszázadában; az évezred legmelegebb évtizede az 1990-es volt.
► 1950 és 2000 között a földfelszín napi hőmérsékleti ingása csökkent a szárazföldön, az éjszakai minimumok kétszer olyan gyorsan emelkedtek, mint a nappali maximumok.
► Majdnem az összes szárazföldi területen csökkent a fagyos napok száma.
► Erőteljesebb lett a vízkörforgás, 5-10%-kal nőtt a csapadékmennyiség az északi félteke szárazföldjein, néhány kivétellel (észak- és nyugat-afrikai országok).
► Megnövekedett a nyári aszályok gyakorisága és súlyossága néhány területen (Ázsia és Afrika néhány országa).

Golf - áramlat
A globális felmelegedés okozta jégolvadás miatt hatalmas tömegű édesvíz kerülhet az Atlanti-óceánba, aminek következtében irányt változtathat, lelassulhat, vagy akár meg is szűnhet a Golf-áramlás. Emiatt több mint 10 °C-ot is csökkenhet Észak-Európa  téli középhőmérséklete. A Golf-áramlást a Grönlandi-tenger jég borította vizeiben végbemenő folyamat tartja mozgásban. Amikor a tengervíz kezd megfagyni, a folyékony halmazállapotban maradó víz sótartalma és sűrűsége megnő. A sűrűbb víztömegek lassan lesüllyednek a tengerfenékre, és útjukat a Déli-sark irányába veszik, lehetővé téve ezzel meleg víztömegek vonulását a trópusokról a sarkvidékek felé. A Golf-áramlás egyik eleme a gigantikus „szállítószalagnak”, amely átszeli az óceánokat az egyik sarkvidéktől a másikig. A Golf-áramlat, illetve meghosszabbításai jelentősen befolyásolják azon szárazföldi területek éghajlatát, amelyek közelében elhaladnak. Az észak-atlanti áramlat jóval melegebbé teszi Nyugat-Európa éghajlatát, és különösen az észak-európai teleket, mint amilyenek nélküle lennének. Például januárban Norvégia tengerparti területei átlagban mintegy 30 °C-kal melegebbek, mint az azonos szélességi fokon fekvő észak-kanadai kontinentális területek. Ha nagyobb ütemű jégolvadás miatt az Északi-sarkvidéken nagyobb tömegű édesvíz jut a tengerbe és felhigítja azt, akkor fokozatosan leállhat a sűrűbb víztömegek tengerfenékre való süllyedése, vagyis gyengülhet a Golf-áramlat. Egyes vélemények szerint a Golf-áramlás délebbre tolódása a következő néhány évtizedben már éreztetni fogja a hatását Észak-Európában, a nagy lehűlés pedig 200 év alatt következhet be.

Tengerszint - emelkedés
A jégtakaró olvadásának következtében emelkedik a tengerek vízszintje. Ennek egyrészt az az oka, hogy a melegebb tengervíznek nagyobb a térfogata, másrészt a nem úszó típusú jég (szárazföldi jégtakaró) elolvad. A vízszintemelkedés elsősorban a kicsi szigetországokat és az alacsonyan fekvő tengerparti területeket (például Hollandia, Florida) érinti. Az éghajlat-modellezés egyik vezető intézménye, a Hadley Központ (Brit Meteorológiai Intézet) előrejelzései szerint 2080-ig 40 cm-rel fog emelkedni a tengerszint, abban az esetben, ha nem sikerül korlátozni az üvegházgázok emisszióját. Ez azt jelentené, hogy a jelenlegi 13 millióval szemben 94 millió embert fenyegetnének évenkénti áradások. Ez a legsúlyosabban Dél- és Délkelet-Ázsia tengerparti területeit érintené, ahol jelentősek a szökőárak hatásai.  A Worldwatch Institute jelentése szerint a Jeges-tenger jégtakarójának össztérfogata a 1970 és 2000 között 40%-kal csökkent, és néhány évtizeden belül a maradék jég is elolvadhat. Ez nem okozna azonnali tengerszint-emelkedést, mivel úszó típusú jégről van szó. Egyes becslések szerint, ha Grönland összes jege elolvadna, hat méterrel nőne meg az átlagos tengerszint, ami azt jelentené, hogy Floridát és Hollandiát elöntené a tenger, Pekingből 20 millió, Sanghajból 40 millió, Kalkutta és Banglades területéről 60 millió embert kellene kiköltöztetni. Az Antarktisz jegének teljes elolvadásával 61 méterrel nőne meg a tenger szintje. Feltételezések szerint Kelet-Antarktisz jege külön fog válni Nyugat-Antarktisztól. Ha a körülbelül Grönland méretű Kelet-Antarktisz összes jege elolvadna, az újabb méterekkel növelné meg a tengerszintet. Veszélyeztetett helyzetbe kerülhetnek a Carteret-szigetek és az Északi-Fríz-szigetek. Az ENSZ környezetvédelmi programja szerint a csendes-óceáni Kiribatihoz tartozó Tarawa-atollt már most evakuálni kell. Kiribati térségében már több kis szigetet is elnyelt a víz. A legnagyobb szigeten a part menti utak számára beljebb kellett új nyomvonalat kijelölni a tenger terjeszkedése miatt.

Gleccserek olvadása
A globális felmelegedés következtében nem csak a sarki jég olvad, hanem a gleccserek is visszahúzódnak, sőt eltűnnek szerte a világon, mivel nyáron több jég olvad el, mint amennyi télen újra megfagy. Rohamosan olvadásnak indult a Boulder-gleccser, a Columbia-gleccser (Alaszka), az Upsala-gleccser (Patagónia), a Muir-gleccser (Alaszka), a McCall-gleccser (Alaszka), Place-gleccser (Kanada), Centralnij Tujujszujszki-gleccser (Kazakhsztán), Midre Lovenbreen-gleccser (Norvégia), Austre Broeggerbreen-gleccser (Norvégia), South Cascade-gleccser (USA). A perui Quelccaya-gleccser kiterjedése napjainkban tízszer olyan gyorsan csökken, mint tíz évvel ezelőtt, veszélyeztetve ezzel Lima 10 millió lakosának vízellátását. A Glacier Nemzeti Parkban (USA) 1850 és 1979 között a jég területe 73%-kal csökkent. 2007-re csupán 27 gleccser maradt abból a 150 darabból, amit 1900 táján jegyeztek fel. 2007-re a gleccserek 90%-a elolvadt, derül ki Dan Fagre (az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának munkatársa) tanulmányából. Az ENSZ tanulmánya szerint a Himalája gleccsereinek zsugorodása gyorsabb, mint a gleccsereké általában. Így 35 év alatt akár teljesen el is tűnhetnek, ami emberek százmillióira lehet katasztrofális hatással, mivel a Tibeti-fennsíkon hét nagy folyót táplál a Himalája jege, amely a világ népességének 40%-a számára biztosít ivóvizet, továbbá fontos szerepe van ezeken a területeken a termőföldek öntözésében.  A hőmérséklet-növekedés hatására egyes gleccsertavak kiönthetnek. Ilyen a nepáli Tsho Rolpa gleccsertó, amelynek túlcsordulása hatezer ember életét fenyegeti. De előfordulnak ilyen, az újabb történelmi időben keletkezett tavak tucatszám a Himalája magasabb tájain.

Szibéria jegének olvadása
Ha 5 °C-ot sikerül emelni a bolygó hőmérsékletén, akkor felolvad az összefüggő jégtakaró a föld alatt Szibériában.  Az ott található jég 10%-ban metánt tartalmaz; a vízmolekulák csapdába zárják a metánmolekulákat (klatrát-szerkezet).  Ha mindez felszabadul (a jelenség Nyugat-Szibériában  már zajlik), akkor összesen 450 milliárd tonna metán jut a légkörbe, ami rövid távon annak felel meg, mintha 23-szor annyi CO2 jutna ki, azaz amikor ez megtörténik a légköri  viszonyok annak felelnek majd meg, mintha a CO2 sűrűsége 3900 ppm lenne.

El Niño
El Niño-jelenségnek nevezik mindazokat az időjárási rendellenességeket, amelyek rendszerint Észak- és Dél-Amerika  csendes-óceáni partjain viharokat és áradást, ezzel egyidőben pedig Délkelet-Ázsiában és a Csendes-óceán nyugati medencéjében aszályokat idéznek elő. A jelenség akkor keletkezik, amikor valamilyen okból kifolyólag megjelenik a Csendes-óceánban egy nyugat-kelet-i irányú meleg tengeráramlás, amely elnyomja az Antarktisz felől érkező hideg Humboldt- ill. a Perui-áramlást. Ez a meleg áramlás olyan erős is lehet, hogy a mélyből a felszín felé tartó áramlatokat is megszüntetheti. A rendellenes tengeráramlás hatására fellépő rendellenes légköri jelenségek okozzák a szélsőségesen meleg időjárást szerte a világon. Ez az esemény rendszerint három-hét évenként ismétlődik. A kutatók szerint az El Niño hatásait a klímaváltozás felerősítheti, bár ez a feltételezés még nem bizonyított. Az adatokból arra következtettek a klímakutatók, hogy a Csendes-óceán viselkedése az elmúlt 100 évben atipikus, de nem mutatható ki egyértelműen, hogy mely tényezők befolyásolják. Egyes feltételezések szerint a globális hőmérséklet-növekedés hatására az El Niño sokkal rövidebb ciklusokban fog visszatérni. A jelenség okozta pusztítást az ökológiai  károsodás és a szegénység is súlyosbíthatja. Példa erre a Mitch-hurrikán, amely Hondurasban  és Nicaraguában 1998 októberében körülbelül 11 ezer ember halálát okozta.

Tavak kiszáradása
A Föld negyedik (Aral-tó) és hatodik (Csád-tó) legnagyobb édesvizű tava a kiszáradás közelébe került. Ugyanerre a sorsra jutott a Gairdner-  és a Mackay-tavak. Az időszakos állóvizek egyre nagyobb hányada szárad ki (például a Poopó-tó). A kiszáradás oka lehet antropogén, mint a helytelen vízgazdálkodás (a mezőgazdaság nagyarányú öntözési igényei) és az üvegházhatású gázok emissziója miatti globális hőmérséklet-emelkedés, másrészt az emberi tevékenységtől független folyamat, gondolván a földtörténeti éghajlatváltozásokra.

Biológiai hatásai
A globális felmelegedés biológiai hatásai a jegesmedvék  élőhelyén, a sarkvidéken jelentkeznek a legsúlyosabban. A jégmezők fokozatos olvadásával beszűkül a ragadozók vadászterülete, amelyek így nem juthatnak táplálékhoz. Mivel egyre nehezebben és egyre kevesebb zsákmányt tudnak ejteni, ezért nem tudnak megfelelő zsírréteget felhalmozni az ínségesebb időkre, ami a pusztulásukhoz vezet. Az északi tundrákon költő vándormadarak, például a nagy lilikek, fészküket a fagyott földekre rakják. A gyorsabb és nagyobb hőmérséklet-emelkedés következtében felolvad a fagyott talaj, ami számos fészekalj pusztulásához vezethet. Eközben a madarak nem tudnak új fészkelő helyet keresni és új vonulási stratégiát kifejleszteni. Emiatt a veszélyeztetett fajok a kihalás szélére kerülhetnek. Egy tanulmány kimutatta, hogy 18% és 35% közötti az esélye, hogy 1103 állat- és növényfaj 2050-re várhatóan kihal az éghajlatváltozás következtében, mert nem bírnak elég gyorsan alkalmazkodni az új körülményekhez. Tanulmányok dokumentálják a jelenlegi klímaváltozás során kipusztult állatfajokat. McLaughlin két megzavarodott lepke populációt jegyzett le. Parmesan biológiai tanulmányát, kutatási eredményeit lásd a külső hivatkozásoknál.

Hatások az emebri egészségre
A globális felmelegedés miatt jelentek meg a maláriát  hordozó szúnyogok Kelet-Afrika  olyan magasabban fekvő területein, ahol eddig alig fordultak elő. A Dengue-láz, sárgaláz, agyvelőgyulladás nagyobb mértékben terjed el. A vírusos agyhártyagyulladás ellen van védőoltás, ezt el kell terjeszteni, egyre több embernek kell megvásárolnia, kérni a háziorvosát, hogy juttassa ehhez a védőoltáshoz. Magyarországon ez a védőoltás nem tb-támogatott. Egészségügyi ellátószervezetre újabb feladatok hárulnak. Át kell gondolni a gyermekorvosoknak és a háziorvosoknak a gyógyszeres kezelést, hiszen a nagy melegben máshogy viselkednek a gyógyszerek, ha kiszárad a szervezetünk, az adott mennyiségű gyógyszernek a mellékhatásai felerősödnek. Az esőzések sűrűbbé válásával, a kórokozót hordozó szúnyogok el fognak szaporodni, a maláriás időszak meghosszabbodik és nagyobb fertőzésekkel kell számolni. Mexikóvárostól egészen a Pápua Új-Guineai Hagen-hegyig, a hegyvidéki völgyek tekintélyes sűrűségű emberi populációt hordoznak. Egészséges, biztonságos hely ez mind, ahol a fertőzések és járványok majdnem ismeretlenek, amennyiben nem zsúfolódik össze nagyon nagy népesség. Közvetlenül alattuk – Új-Guinea esetében 1400 méter körül – hatalmas erdőségek terülnek el, melyekben senki nem él. Ez elsősorban a maláriának köszönhető, mely erőteljes a trópusok egyes részein, és képes visszatartani az emberi betelepülést is. A felmelegedés a közeli jövőben szabad utat fog engedni a maláriának és a kórokozót hordozó Anopheles szúnyogoknak a magasabb hegyvidéki völgyek irányába, ahol majd könnyedén csaphatnak le az emberekre, mert belőlük hiányzik a fertőzéssel szembeni ellenálló képesség.

A GDP esése
A közgazdászok között nincs egyetértés a felmelegedésből származó károk nettó gazdasági költségeinek összegéről – 3 és 95 dollár közötti összegeket említenek egy tonna szén-dioxidra vetítve.  A Stern-jelentés szerint a GDP  1%-át is kiteheti a károk mérséklésének költsége, és ha ez elmarad, a legrosszabb esetben a globális GDP akár 20%-kal is csökkenhet. Az ENSZ Környezetvédelmi Programja (UNEP) kiemelte a biztosítók, viszontbiztosítók és bankok kockázatát a szélsőséges és költséges időjárási események miatt. Más gazdasági szektoroknak (például a mezőgazdaságnak és a közlekedésnek) is szembe kell néznie a klímaváltozás következményeivel. Nagyobb veszélynek vannak kitéve a fejlődő gazdaságok, mint a fejlett világ.

Mezőgazdaság
A klímaváltozás és a mezőgazdaság szoros kölcsönhatásban áll egymással. A globális felmelegedés jelentős és egyre növekvő mértékben kihat a mezőgazdaságra. Az üvegházhatású gázok – mint például a szén-dioxid, a metán – a koncentrációja az atmoszférában nő. Egy amerikai felmérés 23%-ra, míg egy másik, szintén amerikai felmérés 12,5%-re teszi, hogy a mezőgazdaság milyen arányban járul hozzá a felmelegedéshez. A Föld lakossága átlépte a 6 milliárdot, 2050-re egyes becslések szerint 9 milliárdan fognak élni a bolygón. A víz és az ökoszisztéma készletek rohamosan fogynak a túlhasználat miatt, a mezőgazdasági termény és termelékenység szintén csökken, hiszen a klímaváltozás sok helyen kiégeti a termést, illetve nem jut a termőtalaj a hosszúra nyúló nyarak miatt megfelelő mennyiségű csapadékhoz. Christopher Field (Stanford-i Carnegie Intézet), valamint David Lobell a (Lawrence Livermore National Laboratory) kutatója felmérést végzett, az 1980 és 2002 közötti időszakot vizsgálta, amikor globális átlaghőmérséklet 0,7 °C-ot emelkedett. Eredményük a következő: minden fél fokos átlaghőmérséklet emelkedés 3-5%-os terméshozam csökkenést von maga után. A felmelegedés ugyanakkor korábban nem erdősült (túl hideg) területek erdősülését is lehetővé teheti, így a boreális erdők területe vélhetően növekedni fog a tundra rovására.

A Kárpát - medence
A Kárpát-medencében az éghajlatváltozás hatásának megítélésekor lényeges, hogy a terület a nedves óceáni, valamint nyáron a száraz, télen a nedves mediterrán éghajlati területek határán helyezkedik el. Ebben a térségben az éghajlati övek kisebb eltolódása is komoly következményekkel jár a fizikai-földrajzi tényezők, a nagytérségű légkörzés illetve a teljes légkörzés hatásának változására nézve. Egyelőre még nem tudunk a globális változás vizsgálatára alkalmas eszközökkel megbízhatóan előre becsülni. Ennek az az oka, hogy az óceán-légkör modellek tényleges felbontása nem elegendő ahhoz, hogy a legkisebb csapadékhozókat és az időjárási frontokat regionálisan modellezni lehessen.

Magyarország
2012-ben jár le a Kiotói egyezmény, amely Magyarországnak 6%-os kibocsátás-csökkentést tesz kötelezővé, hat üvegházhatást okozó gázra vonatkozóan, a 2008-2012-es évek átlagában. Ezt az egyezményt az ország 2002-ben ratifikálta. Az 1985-1987-es bázisidőszakhoz kell a csökkentéseket mérni. Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség és az Országos Meteorológiai Szolgálat adatai szerint Magyarország a bázisidőszakban szén-dioxid-egyenértékben kifejezve átlagosan 115,571 millió tonnát bocsátott ki évente. 2005-ben csak 80,219 millió tonna került a levegőbe Magyarországról, ez 30,6%-os csökkenés, azonban figyelembe kell venni, hogy a bázisidőszak óta a magyar nehézipar jelentősen visszaszorult.

Ürge-Vorsatz Diána, az ENSZ-jelentés készítésében résztvevő Közép-európai Egyetem docense kijelentette, hogy ökológiailag Magyarország a legmagasabb sérülékenységi területbe tartozik. A magyarországi átlaghőmérséklet növekedése majdnem másfélszer gyorsabb a globális klímaváltozás mértékénél. A hirtelen lezúduló eső nagyobb károkat fog okozni a jövőben. Az árvizek erősödésének orvoslására a magyar tudósok az Új Vásárhelyi-terv megvalósítását szorgalmazzák. Magyarország világszinten az üvegházhatású gázok kevesebb, mint 0,5%-ának kibocsátásáért felelős, ugyanakkor Magyarországot erősen sújtja a felmelegedés, egyre szárazabbá válik az éghajlat.
Európában Magyarország a legveszélyeztetettebb a csapadékmennyiség csökkenésének szempontjából.