تغییر اقلیم یک پدیده غیر طبیعی نیست، در گذشته نیز بارها اقلیم سیاره زمین دستخوش تغییر و دگرگونی شده و این تغییر عموماً منشاء طبیعی داشته است، مثلاً آتشفشان‌های بزرگ و ورود گرد و غبار و خاکستر ناشی از آنها به درون جو و تغییر در بیلان انرژی سیاره زمین، چندین بار اقلیم سیاره زمین را دچار تغییر کرده است، اما آنچه که امروز اتفاق می‌افتد یک فرآیند طبیعی نیست، بلکه فعالیت‌هایی همچون قطع جنگل‌ها، تخریب مراتع و استفاده فراوان از سوخت‌های فسیلی عامل عمده تغییر در بیلان انرژی سیاره زمین و تغییر اقلیم می‌باشد.

افزایش بی‌رویه جمعیت همگام با رشد شهرها و گسترش سیستم‌های ارتباطی، صنعت و حمل و نقل، به‌طور قطع آلودگی هوا را در بر دارد. در سده اخیر گسترش فعالیت‌های صنعتی و بالا رفتن مصرف انرژی فشار فزآینده‌ای را بر لایه‌های مختلف اتمسفر سبب شده است. موضوعات آلودگی هوا، بارن‌های اسیدی، تخریب لایه ازن و تغییرات آب و هوایی اکنون در سراسر جهان مطرح می‌باشد. تغییرات آب و هوایی، در نتیجه افزایش متوسط درجه حرارت یا گرم شدن جهانی، همراه با بالا آمدن سطح آب دریاها تهدید جدی علیه همه کشورهای جهان خواهد بود.

یکی از عوامل اصلی گرم شدن جهانی وجود گازهای گلخانه‌ای است. از 6 گاز مهم که موجب تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین می‌شوند و به گازهای گلخانه‌ای معروف هستند، دی اکسید کربن، عمدتاً در نتیجه استفاده از سوخت‌های فسیلی در اتمسفر رها می‌شود، بعضی از آن‌ها نیز در نتیجه نابودی جنگل‌ها و برخی از جمله CH₄ از بقایای ضایعات و زباله‌ها، فاضلاب‌های شهری و انسانی، کشت برنج و استفاده از کودهای شیمیایی وارد اتمسفر می‌شوند.

سالانه 4300 میلیون تن CO₂ به اتمسفر اضافه می‌شود. مقدار فشار کلی CO₂ در اتمسفر در سال 1900، 000274/0 اتمسفر در سطح دریا و دمای 15 درجه سانتی‌گراد بوده است و همچنین برآورد می‌شود که افزایش ناشی از تولید غیر طبیعی دی اکسید کربن در میانگین دمای زمین در حدود 3/0 درجه سانتی‌گراد در سال در حال حاضر باشد، همچنین دماهای مشاهده شده در ۲۰۰ ایستگاه هواشناسی نشان می‌دهد که دمای زمین در طول نیم قرن گذشته به‌طور متوسط 5/0 درجه سانتی‌گراد در سال افزایش یافته است.

به دنبال دگرگونی‌های اقلیم در دوران‌های مختلف زمین‌شناسی، اقلیم جهانی در مقیاس‌های کوچک‌تر از دوره‌های یخچالی نیز تغییر می‌کند. از سال 1750 روند گرمایشی دما آغاز شد و تا سال 1940 ادامه یافت، سپس هوا دوباره رو به سردی نهاد. طی دهه 1950 دما تعدیل شد و در دهه 1960 دوباره روند سرمایشی حاکم گردید و از آن زمان تاکنون روند مذکور برعکس شده است. شش سال از گرم‌ترین سال‌های قرن بیستم از سال 1980 به بعد بوده است و سال 1990 گرم‌ترین سال تا نیمه اول دهه 90 معرفی شده است.

طبق آخرین یافته‌های دانشمندان در رابطه با آب و هوای زمین، میانگین دمای سطحی کره زمین در حدود درجه سانتی‌گراد در نیم قرن اخیر افزایش داشته است. نیمکره شمالی بین سال‌های 1946 تا 1975 دارای روند کاهشی دما بوده است ولی در نیم‌کره جنوبی عکس این جریان اتفاق افتاده است. در حالی‌که دوره 1976 تا 2000 اقلیم، روند گرمایشی جهانی را به خود دیده است. همچنین بر اساس مدل‌های اقلیمی پیش‌بینی می‌شود که میانگین دمای کره زمین در سال 2100 میلادی در حدود 1 تا 5 درجه سلسیوس افزایش می‌یابد. این تخمین بر اساس میزان و جریان مواد وارد شده به اتمسفر در حال حاضر و روند آن در آینده انجام گرفته است.