Mực nước biển trung bình toàn cầu đã tăng lên trong hơn một thế kỷ và tốc độ này ngày càng tăng nhanh. Nguyên nhân chính là do sự giãn nở nhiệt của nước biển khi nhiệt độ tăng và lượng nước bổ sung từ các sông băng và tảng băng tan chảy. Từ đầu những năm 1990, tốc độ này trung bình khoảng ba milimét mỗi năm, với sự khác biệt giữa các khu vực.

Sự thay đổi mực nước biển cục bộ có thể khác với mức trung bình toàn cầu do hiện tượng sụt lún hoặc nâng lên của đất liền, thay đổi dòng hải lưu và tác động trọng lực từ sự mất khối lượng băng. Các thành phố ven biển thấp, các quốc đảo nhỏ và hệ sinh thái đất ngập nước đang phải đối mặt với tình trạng lũ lụt gia tăng, xói mòn bờ biển và xâm nhập mặn vào tầng chứa nước và đất.

Các dự báo cho thế kỷ XXI phụ thuộc rất nhiều vào lượng khí thải nhà kính trong tương lai và vào động lực vẫn còn chưa chắc chắn của các tảng băng Greenland và Nam Cực. Các biện pháp thích ứng bao gồm cơ sở hạ tầng bảo vệ, các biện pháp phòng vệ dựa vào tự nhiên và, ở một số nơi, kế hoạch di dời. Việc giám sát liên tục bằng vệ tinh và máy đo thủy triều theo dõi mối đe dọa đang diễn biến.

Chỉ cần mực nước biển dâng cao vài chục centimet cũng có thể làm tăng đáng kể tần suất ngập lụt ven biển trong các cơn bão.