เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้อุณหภูมิและรูปแบบสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงไป ก็จะส่งผลกระทบต่อชีวิตของพืชและสัตว์ด้วย นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจำนวนและช่วงของสปีชีส์ซึ่งกำหนดความหลากหลายทางชีวภาพจะลดลงอย่างมากเมื่ออุณหภูมิยังคงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพอาจส่งผลกระทบเชิงลบมากมายต่ออนาคตของระบบนิเวศและมนุษยชาติทั่วโลก
ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อสิ่งแวดล้อม
ก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ จะดูดซับความร้อนจากแสงแดด ทำให้ไม่หนีกลับเข้าไปในอวกาศ เมื่อระดับของก๊าซเรือนกระจกสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นเช่นกัน คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคาดการณ์ว่าภายในปี 2100 อุณหภูมิอาจสูงขึ้นถึง 6 องศาเซลเซียส (11 องศาฟาเรนไฮต์) แม้ว่าสภาพอากาศของโลกจะเปลี่ยนแปลงไปในอดีต แต่ความรุนแรงอย่างรวดเร็วของการเปลี่ยนแปลงนี้จะส่งผลโดยตรงต่อระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพ
ผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพของที่ดิน
อุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลกระทบต่อบริเวณขั้วโลกของโลกอยู่แล้ว ก้อนน้ำแข็งที่ลดลงช่วยลดแหล่งที่อยู่อาศัยของหมีขั้วโลก เพนกวิน นกพัฟฟิน และสัตว์อาร์กติกอื่นๆ เมื่อน้ำแข็งละลาย ระดับน้ำทะเลจะเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งจะส่งผลกระทบและอาจทำลายระบบนิเวศตามแนวชายฝั่ง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะทำให้วงจรการผสมพันธุ์เปลี่ยนไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสัตว์อพยพที่ต้องอาศัยฤดูกาลที่เปลี่ยนไปเพื่อบ่งชี้การย้ายถิ่นและระยะเวลาในการสืบพันธุ์
ผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพในมหาสมุทร
ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจะทำให้อุณหภูมิของมหาสมุทรเปลี่ยนแปลงและอาจถึงขั้นกระแสน้ำด้วยซ้ำ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อแพลงก์ตอนสัตว์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทร การเปลี่ยนแปลงถิ่นที่อยู่ของแพลงก์ตอนและขนาดของประชากรของพวกมันอาจส่งผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพในน่านน้ำโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งวาฬสามารถทนต่อสิ่งนี้ได้ เนื่องจากวาฬหลายสายพันธุ์ต้องการแพลงก์ตอนจำนวนมากเพื่อเอาชีวิตรอด นอกจากนี้ คาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นยังทำให้เกิดกรดในมหาสมุทร ซึ่งส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตและพืชที่มีความไวต่อความไม่สมดุลของค่า pH
ขาดความหลากหลายทางชีวภาพ
เมื่อความหลากหลายทางชีวภาพลดลง จะมีผลกระทบในวงกว้าง การหยุดชะงักในห่วงโซ่อาหารอาจส่งผลกระทบอย่างมากไม่เพียงต่อระบบนิเวศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถของมนุษยชาติในการเลี้ยงอาหารประชากรที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น การสูญเสียแมลงหลายชนิดจะลดการผสมเกสรของพืช นอกจากนี้ สิ่งนี้อาจลดความสามารถของมนุษยชาติในการผลิตยา เนื่องจากการสูญพันธุ์อ้างว่ามีพืชพันธุ์ที่สำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ความหลากหลายทางชีวภาพยังป้องกันภัยธรรมชาติ เช่น หญ้าที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะเพื่อต้านทานไฟป่า