Dünya iklimi her zaman değişkenlik göstermiştir. Buz çağları gelip geçmiştir; sıcak dönemler araya girmiştir. İklim değişikliği terimi günümüzde genellikle, büyük ölçüde sera gazı konsantrasyonlarındaki artıştan kaynaklanan ve 20. yüzyılın ortalarından beri gözlemlenen hızlı değişimleri ifade etmektedir.

Küresel ortalama yüzey sıcaklığı, sanayi öncesi seviyelere göre yaklaşık 1,1 derece Celsius arttı. Buz tabakaları ve buzullar kütle kaybediyor. Deniz seviyesi yükseliyor. Birçok bölgede aşırı sıcaklık olayları daha sık görülmeye başladı. Yağış düzenleri değişiyor; bazı bölgeler daha yağışlı, bazıları ise daha kurak.

Bu değişiklikler yüzey istasyonları, uydular, okyanus şamandıraları ve buz çekirdekleri tarafından izlenmektedir. Atıf çalışmaları, son dönemdeki ısınmanın büyük kısmını insan kaynaklı karbondioksit, metan ve diğer gaz emisyonlarına bağlamaktadır. Volkanik patlamalar ve güneş değişkenliği gibi doğal faktörler bu zaman ölçeklerinde daha küçük roller oynamaktadır.

Gözlemler biriktikçe uyum ve azaltma stratejileri gelişmeye devam etmektedir.