En el transcurso del siglo XX, la temperatura media sobre la superficie de la Tierra aumentó 0,6±0,2 grados Celsius, el nivel del mar subió entre 10 y 20 centímetros, la energía térmica almacenada en sus aguas se incrementó, algunas superficies terrestres o marinas cubiertas por nieve o hielo retrocedieron un 10 por ciento o perdieron hasta el 40 por ciento de su espesor y el perfil de precipitaciones atmosféricas en varias zonas del planeta cambió. Se observó un aumento de la intensidad y frecuencia de fenómenos climáticos extremos como El Niño, monzones y sequías.
Las causas de esas modificaciones se reparten entre las que son debidas a la acción del hombre y las que se deben a agentes naturales. Entre las segundas se inscriben variaciones sutiles de la radiación solar y cambios producidos por la actividad volcánica. Entre los antropogénicos destacan los gases y los aerosoles derivados de la combustión de residuos fósiles.