全球暖化指的是在一段時間中，地球的大氣和海洋溫度上升的現象。在20世紀，全球平均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏0.74度。普遍來說，科學界發現過去50年可觀察的氣候改變的速度是過去100年的雙倍，有理由認為該時期的氣候改變是由人類活動所推動。

二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。正是全球變暖的人為因素中主要部分。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等等都增強了溫室效應。自從1950年，太陽輻射的變化與火山活動所產生的變暖效果比人類所排放的溫室氣體的還要低。這些結論得到30多個來自8大工業國家的研究團體所確認。第一次懷疑溫室效應會發生的觀測是瑞典化學家阿倫尼烏斯在1897年所做的。雖然當時沒有引發公眾討論，但自1980年代後開始引發公眾關注。

美國加利福尼亞大學的科學家在太平洋中央夏威夷的茂納羅亞峰上設立4個7米高和一個27米高的採樣塔，每小時採樣4次，分析二氧化碳的變化情況。

目前全球平均溫度的變化，幾乎和二氧化碳含量的變化是同步上升的，從工業革命開始，二氧化碳的含量急劇增加，雖然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳，海洋也溶解一部分二氧化碳並固定成碳酸鈣，但空氣中二氧化碳的含量還是逐步增加。根據美國維吉尼亞大學和英國東安格里亞大學聯合研究的結果，在進入20世紀後半葉，全球溫度上升的趨勢非常明顯。

全球性的溫度增量可能反過來導致其它方面的變動 ，包括海平面上升和降雨量及降雪量在數額上和樣式上的變化。這些變動也許促使極端天氣事件更強更頻繁，譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍捲風。除此之外，還有其它後果，包括更高或更低的農產量、冰河撤退、夏天時河流流量減少、物種消失及疾病肆虐。預計全球變暖所因致事件的數量和強度; 但是很難把這些特殊事件連接到全球變暖。雖然很多研究集中在2100年或之前的時間，但是預期全球變暖、海平面上升會在往後的日子仍然繼續。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命。但是還是有不少氣候研究顯示為人類的行動在最近全球變暖中其實沒有扮演重要角色。但是無論氣候變化的成因或結果為何，許多人是非常關心的；而且對於應付預言後果的政策應該如何實施，引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果。