Tausende von Studien, die von Forschern auf der ganzen Welt durchgeführt wurden, haben den Temperaturanstieg an der Erdoberfläche, in der Atmosphäre und in den Ozeanen dokumentiert. Viele andere Aspekte des globalen Klimas verändern sich ebenfalls. Temperaturextreme und Starkniederschläge nehmen zu, Gletscher und Schneedecken schrumpfen, und das Meereis zieht sich zurück. Die Meere erwärmen sich, steigen an und werden immer saurer, und an den Küsten der USA kommt es immer häufiger zu Überschwemmungen. Die Vegetationsperioden sind länger, und große Waldbrände treten häufiger auf. Viele Arten siedeln sich an neuen Standorten an, und als Reaktion auf den Klimawandel kommt es zu Veränderungen im saisonalen Ablauf wichtiger biologischer Ereignisse.
All diese Trends stehen im Einklang mit der Erwärmung der Welt und werden sich voraussichtlich fortsetzen.
Es gibt zahlreiche Belege dafür, dass menschliche Aktivitäten, insbesondere der Ausstoß von wärmeableitenden Treibhausgasen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die Abholzung von Wäldern und die veränderte Landnutzung, in erster Linie für die im Industriezeitalter beobachteten Klimaveränderungen verantwortlich sind, insbesondere in den letzten sechs Jahrzehnten. Die atmosphärische Kohlendioxidkonzentration, die am stärksten zur vom Menschen verursachten Erwärmung beiträgt, hat sich im Laufe des Industriezeitalters um etwa 40 % erhöht. Diese Veränderung hat den natürlichen Treibhauseffekt verstärkt und zu einem Anstieg der globalen Oberflächentemperaturen und anderen weitreichenden Veränderungen des Erdklimas geführt, die in der Geschichte der modernen Zivilisation beispiellos sind.
Die vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen werden das Klima der Erde noch über Jahrzehnte und sogar Jahrhunderte beeinflussen. Der Mensch fügt der Atmosphäre Kohlendioxid in einem Maße zu, das weit über dem natürlichen Abbau liegt, und schafft so ein langlebiges Reservoir des Gases in der Atmosphäre und den Ozeanen, das das Klima immer weiter erwärmt.
Wie stark sich das Klima über die nächsten Jahrzehnte hinaus verändern wird, hängt in erster Linie davon ab, wie viel Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, wie viel von diesen Treibhausgasen vom Meer, der Biosphäre und anderen Senken aufgenommen wird und wie empfindlich das Klima der Erde auf diese Emissionen reagiert.