Η κλιματική αλλαγή και οι επιπτώσεις της είναι πολυεπίπεδες, πανκατευθυντικές και πολυεπίπεδες, με θετικές και αρνητικές επιπτώσεις να συνυπάρχουν, αλλά οι αρνητικές επιπτώσεις ανησυχούν περισσότερο. Η υπερθέρμανση του πλανήτη είχε αντίκτυπο στα φυσικά οικοσυστήματα σε πολλές περιοχές, όπως το ανώμαλο κλίμα, η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, η υποχώρηση των παγετώνων, η τήξη του πάγου του πάγου, η καθυστερημένη κατάψυξη και η πρόωρη απόψυξη του πάγου των ποταμών (λιμνών), οι παρατεταμένες καλλιεργητικές περίοδοι στα μέσα έως τα υψηλά γεωγραφικά πλάτη, η χλωρίδα και η πανίδα Το εύρος κατανομής εκτείνεται σε πολικές περιοχές και περιοχές μεγάλου υψομέτρου, ο αριθμός ορισμένων ζώων και φυτών μειώνεται και η περίοδος των λουλουδιών ορισμένων φυτών , και ούτω καθεξής.
Οι υδρατμοί είναι το μεγαλύτερο αέριο του θερμοκηπίου, το οποίο είναι σχεδόν δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερο από το διοξείδιο του άνθρακα. Ωστόσο, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το υψόμετρο και το γεωγραφικό πλάτος και επηρεάζεται επίσης σε μεγάλο βαθμό από τα νερά και τα κλίματα των μουσώνων. Σχετικά: επηρεάζεται το ωκεάνιο κλίμα με υψηλή απόλυτη υγρασία Το τεχνητά απορριφθεισό υγρό αέριο δωματίου δεν έχει προφανή αντίκτυπο και περιοχές με χαμηλότερη απόλυτη υγρασία, όπως υψηλότερα υψόμετρα, υψηλά γεωγραφικά πλάτη και ξηρές περιοχές επηρεάζονται περισσότερο από τεχνητά αέρια θερμοκηπίου. Για παράδειγμα, τα βουνά Tianshan της Κίνας βρίσκονται σε εσωτερικές περιοχές μεγάλου υψομέτρου και η γραμμή χιονιού έχει αυξηθεί σημαντικά. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ευρώπη και άλλες περιοχές, η υγρασία είναι σχετικά υψηλή και τα τεχνητά αέρια του θερμοκηπίου επιταχύνουν τη μεταφορά υδρατμών και προκαλούν ακραίες καιρικές συνθήκες χαμηλής και υψηλής θερμοκρασίας. Χωρίς την επίδραση των υδρατμών, τα τεχνητά αέρια του θερμοκηπίου θα προκαλέσουν γενικά αύξηση της θερμοκρασίας, αλλά η παρουσία υδρατμών αυξάνει τις ατμοσφαιρικές αναταράξεις και το κλίμα τείνει στα άκρα.
Η Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ έχει καθορίσει ότι το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια του θερμοκηπίου είναι ατμοσφαιρικοί ρύποι που "θέτουν σε κίνδυνο τη δημόσια υγεία και την ανθρώπινη ευημερία". Οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου σε μεγάλη κλίμακα στον άνθρωπο επαρκούν για την αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη και άλλες κλιματικές αλλαγές.