2014년의 지표면과 해수면의 평균기온은 섭씨 14.58도로, 20세기 평균기온보다 약 0.69도 높았다고 미국 국립해양대기청(NOAA)과 미 항공우주청(NASA)이 밝혔다. 이 수치는 1880년 기온 계측을 시작한 이래 2014년이 가장 뜨거웠던 해로 기록되었다.

지난 1세기동안 지구의 평균기온이 0.6도 정도 상승하였지만, 같은 기간 한국은 평균 기온이 1.5도나 상승해 지구 전체 평균 상승치의 두 배 이상을 상승한 점이 매우 우려스럽다.

기후학자들은 온실효과를 일으키는 온실가스를 유력한 원인으로 꼽는다. 온실가스란 기체들이 대기 중에 농축되면 태양열을 지구 밖으로 빠져나가지 못하게 가두어서 지구의 평균온도를 상승시키는 탄산가스(CO2)를 비롯한 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6) 등을 말한다. 이 가운데 이산화탄소가 가장 대표적인 온실가스이지만 현대에 사용하기 시작한 프레온가스는 한 분자당 온실효과를 가장 크게 일으킨다.

정부 간 기후변화협의체(IPCC) 전문가들도 탄산가스가 현재와 같은 추세로 배출된다면 금세기말 지구평균기온은 최대 6.4도가 증가할 것으로 예상하였다.

지구 평균온도가 1도만 상승하여도 전 세계적으로 4억~17억 명이 물 부족을 겪게 되고, 생물종의 구성에도 변화가 초래되며 말라리아 등 열대성 전염병이 세계적으로 만연하게 된다. 또 2도가 상승하면 폭염으로 많은 사람들이 목숨을 잃고, 동·식물의 약 20~30%가 멸종위기에 처한다. 만약 3도가 상승하면 전 세계 인구의 20%가 홍수의 피해를 입고, 지구 생물의 대부분이 멸종 위기에 처하며, 해수면이 현재보다 24cm 높아져 해안가의 30% 이상이 유실되는 큰 변화가 있을 것으로 예측되고 있다.

지구온난화로 수온이 상승하면 해수의 부피도 상승 온도에 비례하여 증가한다. 수온이 1도 상승할 때마다 해수의 부피가 0.05%씩 증가하므로, 해수열팽창이 0.1%만 증가해도 4m 정도의 해수면이 증가한다. 2000년 7월 NASA는 지구온난화로 그린란드의 빙하가 녹아들어 빙하 두께는 매년 2m씩 얇아지면서 1년에 500억 톤 이상의 물이 바다로 흘러 해수면이 0.13mm씩 상승하여 지난 100년 동안 해수면이 약 23cm 상승하였다고 발표하였다.

수몰위기의 남태평양 작은섬인 '키리바시'는 새로운 섬을 구입해 전 국민이 이주하는 방안을 고려 중일 정도로 해수면 상승은 지구에 심각한 현실이 되었다.

이에 따라 상징적이긴 하지만 물속으로 사라질 위기에 처해있는 192개의 산호섬으로 이루어진 인도양의 아름다운 몰디브에서 2009년 '해저 각료회의'가 열리기도 하였다.

지구온난화의 주범으로 지목되고 있는 탄산가스 배출량을 현재의 절반 이하로 줄여야만 지구온난화의 진행을 멈출 수 있다. 지구온난화의 규제와 방지를 위한 기후변화협약의 구체적 이행 방안이 명시된 교토의정서는 의무이행 당사국의 온실가스 감축을 위한 사업추진의 신축성을 위해 배출권거래, 공동이행, 청정개발체제 등의 제도를 도입하고 있다.