Les activités humaines rejettent des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. L'utilisation de combustibles fossiles pour produire de l'énergie, la destruction de forêts produisent du dioxyde de carbone. Le méthane et l'oxyde nitreux sont générés par les activités agricoles, le changement d'affectation des sols et d'autres sources. Les substances chimiques artificielles, ainsi que d'autres gaz persistants, sont imputables à des processus industriels.

L'augmentation du niveau des gaz à effet de serre provoque une évolution du climat. En absorbant le rayonnement infrarouge, ces gaz contrôlent le flux d'énergie naturelle du système climatique. Selon les modèles climatiques, la température globale s'élèvera de 1,5 à 6°C, d'ici à 2100. Le changement ainsi prévu est plus considérable que n'importe laquelle des modifications qu'a connues le climat au cours des 10 000 dernières années. C'est ce qui ressort de la tendance actuelle des émissions si aucune intervention ne vient les limiter. Il existe de nombreuses incertitudes quant à l'ampleur et aux incidences de cette évolution, du fait notamment de l'inertie thermique des océans. En outre, les changements dureront plusieurs décennies après que les concentrations de gaz dans l'atmosphère se seront stabilisées.

L'évolution du climat va probablement avoir une incidence significative sur l'environnement mondial. De manière générale, plus l'évolution climatique sera rapide, plus grands seront les risques encourus. Le niveau moyen des mers devrait s'élever de 14 à 80 cm, d'ici à 2100, entraînant l'inondation des zones de faible altitude et d'autres catastrophes. Les zones climatiques (et, par conséquent, les écosystèmes et les zones agricoles) devraient se déplacer vers les pôles de 150 à 550 km dans les régions de latitude moyenne. Les forêts, les déserts, les prairies, et d'autres écosystèmes non exploités par l'homme devraient être soumis à de nouvelles contraintes climatiques. En conséquence, nombre d'entre eux pourraient s'appauvrir ou se désagréger, et entraîner l'extinction d'espèces particulières.

L'humanité devra affronter de nouveaux risques et de nouvelles pressions. La sécurité alimentaire ne devrait pas être mise en danger à l'échelle planétaire, mais certaines régions pourront connaître des insuffisances alimentaires et la famine. Les ressources en eau seront affectées. Les infrastructures subiront des dommages, du fait, particulièrement, de l'élévation du niveau des mers et d'intempéries d'une grande ampleur. Les activités économiques, les habitats et la santé vont souffrir de nombreuses conséquences directes et indirectes. Les hommes et les écosystèmes devront s'adapter aux futurs régimes climatiques. Les pauvres et les déshérités sont les plus vulnérables.

Stabiliser les concentrations atmosphériques des gaz à effet de serre suppose un effort important. Du fait de l'expansion de l'économie mondiale et de l'accroissement de la population, l'effort de la maîtrise des émissions devra être important et durable pour produire des résultats. Cela nécessitera des progrès considérables en matière d'utilisation rationnelle de l'énergie, et une évolution fondamentale dans les autres secteurs de l'économie.

D'ici 20 à 30 ans, une utilisation plus rationnelle de l'énergie permettrait de réaliser 10 à 30% d'économie par rapport aux tendances de référence, et cela à coût nul. D'après certains chercheurs, des économies beaucoup plus considérables sont également réalisables, pendant cette période et au-delà. A plus long terme, il serait possible de se diriger vers une économie industrielle avec un taux d'émissions égal à zéro - avec les avantages environnementaux et économiques que cela implique.