W ostatnich latach obserwujemy znaczny wzrost koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze. Emisja CO2 przez człowieka to stała nadwyżka, która doprowadza do wzrostu ilości węgla w całym cyklu węglowym. Prowadzi to do destabilizacji stanu klimatycznego Ziemi. Ilość energii pochłanianej i emitowanej przez planetę powinny się równoważyć.
Według pomiarów satelitarnych w ostatnich dekadach ilość kumulowanego w atmosferze Ziemi promieniowania wzrasta, a zjawisko to obserwowane jest dla długości fal absorbowanych przez gazy cieplarniane emitowane w wyniku działalności człowieka – dwutlenek węgla, metan, czy in. Obserwacje zostały potwierdzone na przestrzeni lat przez dane z wielu różnych satelitów. Jak podaje Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) wpływ człowieka na klimat jest oczywisty i to działania człowieka są dominujące w obserwowanym od połowy XX wieku globalnym ociepleniu, a nie procesy naturalne (jak np. aktywność wulkanów). Doniesienia te poparło ponad 45 stowarzyszeń i akademii naukowych, w tym wszystkie narodowe akademie nauk 8 najbardziej uprzemysłowionych państw oraz Polska Akademia Nauk.
Obecnie obserwujemy największą ilość gazów cieplarnianych w atmosferze od milionów lat. Wzrost temperatury na Ziemi jest obserwowany od początku epoki przemysłowej (XVIII wiek), a ostatnie dziesięciolecie (2010–2019) było najcieplejsze, odkąd zaczęto przeprowadzać pomiary temperatury. W historii pomiarów najcieplejszy był rok 2020 (program monitorowania zmian klimatu Copernicus).
Według Szóstego Raportu IPCC z 2021 r. czynniki naturalne zmieniły globalną temperaturę na Ziemi od okresu 1850–1900 jedynie o ± 0,1 °C a wpływ czynnika ludzkiego w tym procesie miał prawdopodobnie udział w zakresie 0,8–1,3 °C. Naukowcy alarmują, że wzrost temperatury na Ziemi o ponad 2°C w stosunku do tej sprzed epoki przemysłowej doprowadzi do drastycznego wzrostu ryzyka niebezpiecznych zmian w środowisku.
W wyniku zmian klimatycznych dochodzi do wymierania gatunków zwierząt i roślin. Przykładem może być szczurzynek koralowy – gryzoń występujący dotąd jedynie na australijskiej wyspie Bramble Cay. Ostatni raz został zaobserwowany prawdopodobnie w 2009 roku. W czasie badań prowadzonych na tym terenie w 2014 i 2016 roku nie odnaleziono żadnego osobnika. Prawdopodobną przyczyną wyginięcia gatunku jest podnoszenie poziomu morza, co zmniejszyło powierzchnię wyspy i ograniczyło naturalne środowisko życia gatunku o 97%.