Fenomén globální oteplování, postupné zvyšování průměrné teploty Země často spojené se skleníkovými plyny, již přineslo mnoho pozorovatelných krátkodobých účinků. Kromě toho vědci v oblasti klimatu předpovídali dlouhodobé účinky zohledněním míry spotřeby fosilních paliv a trendů v solární produkci. Ačkoli ne všichni vědci souhlasí s každou předpovědí, většina předpokládá výrazné snížení ledovcového ledu, velké ekologické posuny a stoupající hladiny oceánů.
Zmenšující se ledovce
Ledovce jsou velké, polotrvalé masy ledu nacházející se v chladných oblastech; po mnoho let se sníh hromadí a stlačuje pod svou vlastní hmotností a vytváří led. Během poslední doby ledové pokryly ledovce odhadem 32 procent zemského povrchu; v současné době činí asi 10 procent. Jejich velká velikost a stabilita po staletí vedly k vědeckému zájmu o tato ledová těla. Zvýšené teploty vedly k podmínkám, kdy se ledovce tají rychleji, než si nové sněžení historicky udržovaly nebo přidávaly na jejich velikosti. Od poloviny 20. století bylo zmenšení velikosti ledovce dobře zdokumentováno; globální oteplování může způsobit, že některé úplně zmizí.
Delší americká vegetační sezóna
Studie zveřejněná americkým ministerstvem zemědělství předpovídá, že východní polovina USA ztratí asi pět mrazových dnů ročně a Západ do roku 2030 až 20. Stejná studie tvrdí, že ve stejném časovém rámci získá vegetační období v USA přibližně 15 až 30 dní ročně. V mírných zeměpisných šířkách v 19letém období od roku 1990 do roku 2009 začalo jaro o 10 až 14 dní dříve.
Změny biomu
Podle studie NASA změní globální teplota do roku 2100 změnu společenstev rostlin přibližně na polovině zemského povrchu. Lesy, tundra, travní porosty a další druhy rostlinných společenstev se změní z jednoho hlavního typu na druhý. Protože rostliny a zvířata koexistují v systémech, které vědci nazývají biomy, zvířata, která jsou na rostlinách závislá, se pravděpodobně budou muset přizpůsobit, migrovat nebo zahynout. Podle NASA je na severní polokouli, včetně USA, Kanady a Ruska, obzvláště vysoké riziko těchto změn.
Rostoucí hladiny oceánu
Klimatologové předpovídali, že během mnoha desetiletí bude tání polárního ledu uvolňovat do světových oceánů velké množství vody, což následně zvýší jejich hladinu. Národní úřad pro oceán a atmosféru předpovídá vzestup hladin oceánu z přibližně 32 na 64 palců v průběhu roku 2100, se současnou změnou ve výši 0,12 palce za rok. Od roku 1870 se hladiny oceánu již zvýšily o 8 palců a zdá se, že se tento trend zrychluje. To bude mít největší potenciální dopad na pobřežní oblasti pevniny, které budou zaplaveny nebo budou vyžadovat velké umělé překážky; velké lidské populace nazývají tyto regiony domovem nebo jsou na nich ekonomicky závislé.