地球温暖化の主な原因は、人間の活動により排出される二酸化炭素をはじめとする各種の温室効果ガスと呼ばれる物質が大気中に蓄積され、長期間滞留することにある。化石燃料の消費などによる二酸化炭素の排出量の増加と、二酸化炭素を固定する森林の破壊などによる二酸化炭素の吸収源の減少とによって温室効果ガスの蓄積が進行する。いわゆるダブル蓄積の現象が進行する。
地球温暖化の最大の原因は、二酸化炭素をはじめとする温室効果ガスの大気圏内での濃度の上昇による。温室効果ガスは、太陽照射により暖められた地表から出る赤外線を吸収し、熱エネルギーとして大気圏内に蓄積する働きをもっている。この温室効果ガスが確実に増加している。温室効果ガスの大気圏内での濃度が減少すれば、地球はどんどん宇宙空間に熱を放出して冷え、温暖化の傾向を抑えることができる。
地球規模の平均気温の上昇は海面の上昇を引き起こし、生態系、特に水域生態系への影響が大きく、気候変動ダメージが大きくなると考えられる。人類の生活に関しては、沿岸部の水没が起こり、特に水産業への影響が甚大なものになるものと考えられている。海面上昇の他にも洪水や暴風雨、熱波、寒波などの異常気象の発生が考えられ、農林業への影響は甚大なものになるだろう。
地球温暖化が進行すると、氷河の一部が融けて海に流入することと、海水自体の熱膨張によりその体積が増えるため、海水面が上昇すると考えられている。なお、北極海に浮かんでいる氷は融解しても体積は海水中に沈んでいる部分と変わらないので水位に大きな影響は与えない。水面が上昇すると、沿岸部の水没などの人類への影響、臨海部の水域の生態系への影響が出るものと考えられている。
短い周期や局地的に起こる気候変動は、地球レベルの気候変動のスピードが速くなると、気候変動の振幅が大きくなると言われている。具体的には極端な暑さと寒さのサイクルが生じ、局地的な豪雨や暴風雨、熱波、寒波などの異常気象といわれる極端な気象現象の起きる頻度が高くなる。その結果、生態系や人間活動に大きな被害が及ぶと考えられる。
温暖化+1℃で世界はどうなるのか
氷河期（2万年前）の気温は現在より-8℃低かった。
・気温の変化が±3℃を越えれば砂漠か氷河の生き物のない死の世界となる。
気温が１℃上がると、気温は夏と冬で24℃、昼夜で10℃のあわせて年間34℃の温度差が ある。この34℃の温度変化に耐えられる植物や生き物が生きれるが、それに耐えられない植物は暑さによって枯れる