大气中主要温室气体二氧化碳浓度的升高，进而导致了温室效应加剧、极端天气频发、极地冰层消融、海平面高度升高等现象。CO2可在大气中滞留几个世纪，在海洋中滞留的时间甚至更长。以下动画以粒子密度显示了从工业革命至今二氧化碳浓度的变化情况。

animation showing CO₂ concentration from the Industrial Revolution to present day using particle densities

CO₂ concentration and global mean temperature 1958 - 2017

Overview of tropical cyclone tracks in IBTrACS and the STORM dataset. The top panel represents 38 years (1980–2018) of tracks in the IBTrACS dataset (a), the bottom panel represents a random period of 1,000 years of tropical cyclone tracks in the STORM dataset (b). Colors indicate the maximum wind speed of the tropical cyclone.https://doi.org/10.1038/s41597-020-0381-2

全球气候变化造成的影响正在增加。

海平面上升

在2014年5月-2019年5月的五年间，全球平均海平面上升速度达到了每年5毫米，而2007-2016年十年间为每年4毫米。这比1993年以来3.2毫米/年的平均速度快了很多。世界冰川和冰盖的陆地融冰随时间的推移增加了其贡献值，现在主导着海平面收支，而非热膨胀。

覆冰面积收缩

在整个2015-2018年期间，北极9月（夏季）平均最小海冰面积远低于1981-2010年的平均值，冬季海冰平均面积亦是如此。冬季的四个最小记录均发生在这个时期。多年冰已几近消失。

南极

自2016年以来，2月（夏季）最小海冰面积和9月（冬季）最大海冰面积已远低于1981-2010年的平均值。这与之前的2011-2015年间和更长期的1979-2018年间形成了鲜明对比。2017和2018年，南极夏季海冰面积分别达到了有记录以来的最低和次低水平，2017年的冬季面积也是第二低。

南极冰盖每年损失的冰量至少增加了六倍，从1979-1990年的每年40吉吨增加到了2009-2017年的每年252吉吨。

海洋热量和酸化

气候变化造成的多余热量90%以上储存在海洋中。2018年具有上层700米以上最高海洋热含量测量值，2017年名列第二，2015年第三。
每年，海洋吸收了约30%的人为CO2排放量，从而协助减少了额外的增温。然而，海洋的生态代价很高，因为吸收的CO2会与海水发生反应并改变海洋的酸度。自工业革命开始以来，酸度总体增加了26%。

极端天气事件

90%以上的自然灾害与天气相关。2017年大西洋飓风季是有记录以来最具破坏性的飓风季之一，仅哈维飓风造成的损失就超过了1250亿美元。2019年3月和4月，印度洋上前所未有、毁灭性的背靠背热带气旋袭击了莫桑比克。