Kulstofemissioner bidrager til klimaændringer, som kan have alvorlige konsekvenser for mennesker og deres miljø. Ifølge US Environmental Protection Agency udgør kulstofemissioner i form af kuldioxid mere end 80 procent af de drivhusgasser, der udledes i USA. Forbrænding af fossile brændstoffer frigiver kuldioxid og andre drivhusgasser. Disse kulstofemissioner øger de globale temperaturer ved at fange solenergi i atmosfæren. Dette ændrer vandforsyning og vejrmønstre, ændrer vækstsæsonen for madafgrøder og truer kystsamfund med stigende havniveauer.
Krympende vandforsyning
Kuldioxid vedvarer i atmosfæren i 50 til 200 år, så emissioner, der frigives nu, vil fortsætte med at varme klimaet i fremtiden. EPA forudsiger, at klimaændringer vil medføre, at efterspørgslen efter vand øges, mens vandforsyningen krymper. Vand er ikke kun vigtigt for menneskers sundhed, men også for fremstillingsprocesser og produktion af energi og mad. Klimaændringer forventes at øge nedbøren i nogle områder og derved medføre en stigning i sedimentet og forurenende stoffer skyllet ned i drikkevandsforsyningen. Stigende havniveauer vil få saltvand til at infiltrere nogle ferskvandssystemer, hvilket øger behovet for afsaltning og behandling af drikkevand.
Stigende hændelser med svær vejr
Global opvarmning har potentialet til at resultere i flere skovbrande, tørke og tropiske storme, ifølge NASA. Katastrofale vejrhændelser forårsagede 1 mia. Dollar i skade i USA i løbet af 2012. Storme som Orkanen Sandy fra 2012 og Typhoon Haiyan fra 2013 bliver hyppigere, og ødelæggelse, de forårsager, tager lokalsamfundene år at afhjælpe, ofte ved hjælp af internationale hjælpe. Ødelæggelsen af infrastruktur forårsager flere menneskelige sundhedsproblemer, herunder sygdomme, der overføres, når vand- og kloaksystemer ikke fungerer korrekt. Stormene selv og skaderne på infrastrukturen, de forårsager, resulterer ofte i et enormt tab af menneskeliv.
Ændringer i fødevareforsyning
Skiftende vejr påvirker landbrugsindustrien og den menneskelige fødevareforsyning. Kulstofemissioner bidrager til stigende temperaturer og faldende nedbør, hvilket ændrer vækstbetingelserne for madafgrøder i mange områder. I henhold til U.S. Global Change Research Program forårsager kulstofemissioner opvarmning i Californiens Central Dalen, der forventes at reducere udbyttet af tomater, hvede, ris, majs og solsikker betydeligt i dette område. Store ændringer i afkastudbyttet vil medføre, at fødevarepriserne stiger over hele verden. Derudover tvinger klimaændringer påvirket af kulstofemissioner dyr, hvoraf mange jages som mad, til at migrere til større højder eller nordlige levesteder, når klimaet bliver varmere.
Geografiske ændringer
Det tager kun en lille temperaturændring at have enorme miljømæssige virkninger; temperaturerne i slutningen af den sidste istid var kun køligere end nutidens temperaturer med 2,5 til 5 grader Celsius (5 til 9 grader Fahrenheit), men dele af De Forenede Stater var dækket af tusinder af fødder is, ifølge NASA. Det mellemstatslige panel for klimaændringer vurderede, at kulstofemissioner vil forårsage global temperaturer til at stige med ca. 1,5 grader Celsius (2,5 grader Fahrenheit) i løbet af de næste 100 flere år. Denne lille ændring kan have dramatiske virkninger på kystlinjer, især dem tætbefolket af mennesker, hvor stigende havniveauer oversvømmer bygninger og veje og påvirker skibsfartstrafikken. Ifølge EPA er havniveauet på den midatlantiske og Golfkysten steget over 20 centimeter på kun 50 år efter næsten 2.000 år uden nogen observerbar ændring.