近百年來，地球氣候正經歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化。這種全球性的氣候變暖是由自然的氣候波動和人類活動增強的溫室效應共同引起的。
近50年的氣候變暖主要是人類使用化石燃料排放的大量二氧化碳等溫室氣體的增溫效應造成的。預測表明，未來50-100年，全球和我國的氣候將繼續向變暖的方向發展。
氣候變化已經給全球與我國的自然生態系統和社會經濟系統帶來了重要影響，而且許多影響是負面的。因此人類需要采取適應氣候變化的措施來克服氣候變化的不利影響。
減少溫室氣體排放、減緩氣候變化是《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的主要目標。在參加氣候變化框架公約的國際談判中，我國面臨的減排溫室氣體的國際壓力將越來越大。
1988年11月世界氣象組織和聯合國環境規劃署建立的“政府間氣候變化專門委員會（IPCC)”，是為各國政府和國際社會提供氣候變化最新科學信息的權威機構。它在2001年發布的第3次評估報告指出了全球變暖對全球的生態系統以及社會經濟系統產生的影響已經相當嚴重。我國是世界上氣候變化的敏感區和脆弱區之一。
引起氣候系統變化的原因有多種，概括起來可分成自然的氣候波動與人類活動的影響兩大類。前者包括太陽輻射的變化，火山爆發等。后者包括人類燃燒化石燃料以及毀林引起的大氣中溫室氣體濃度增加，硫化物氣溶膠濃度的變化，陸面覆蓋和土地利用的變化等等。
人類活動會增加大氣中溫室氣體的濃度并導致氣候變化的研究，可以追溯到19世紀末。1896年，瑞典科學康斯萬特·阿爾赫尼斯就對燃煤可能改變地球氣候做出過預測。他指出，當大氣中二氧化碳濃度加倍時，全球平均氣溫將增加5-6℃。之后，有許多科學家陸續對此問題進行了研究。1957年，瑞威拉等在美國發表了關于增加大氣中溫室氣體濃度可能產生氣候變化的論文。同年，美國夏威夷觀象臺開始進行二氧化碳濃度觀測，從而正式揭開了人類研究氣候變化的序幕。
溫室效應是這一話題的核心。它是指大氣中的二氧化碳等氣體透過太陽短波輻射，使地球表面升溫；但阻擋地球表面向宇宙空間發射長波輻射，從而使大氣增溫。由于二氧化碳等氣體的這一作用與
“溫室”的作用類似，故稱之為“溫室效應”，二氧化碳等氣體則被稱為“溫室氣體”。
工業革命前，大氣中的二氧化碳等氣體造成的“溫室效應”使得地球表面平均溫度由—18℃上升到當今自然生態系統和人類已適應的15℃。一旦大氣中的溫室氣體濃度繼續增加，進一步阻擋了地球向宇宙空間發射的長波輻射，為維持輻射平衡，地面必將增溫，以增大長波輻射量。地面溫度增加后，水汽將增加(增加大氣對地面長波輻射的吸收)，冰雪將融化(減少地面對太陽短波的反射)，又使地表進一步增溫；全球變暖更顯著。
除了二氧化碳外，目前發現的人類活動排放的溫室氣體還有甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物，全氟化碳、六氟化硫。對氣候變化影響最大的是二氧化碳。二氧化碳的生命期很長，一旦排放到大氣中，最長可生存200年，因而最受關注。
排放溫室氣體的人類活動包括所有的化石能源燃燒后排放的二氧化碳。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然氣較低，化石能源開采過程中的煤炭瓦斯、天然氣泄漏時排放的二氧化碳和
甲烷；水泥、石灰、化工等工業生產過程中排放的二氧化碳；水稻田、牛羊等反芻動物消化過程中
排放的甲烷，土地利用變化減少了對二氧化碳的吸收；廢棄物排放中產生的甲烷和氧化亞氮。
1860年以來，全球平均溫度升高了0．6±0．2℃。近百年來最暖的年份均出現在1983年以后。20世紀北半球溫度的增幅是過去1000年中最高的。近百年里降水分布也發生了變化。大陸地區尤其是中高緯度地區降水增加，非洲等一些地區降水減少。有些地區極端天氣氣候事件(厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風墨、高溫天氣和抄塵暴等)的出現頻率與強度增加。大氣中溫室氣體濃度明顯增加。大氣中二氧化碳的濃度巳達到過去42萬年中的最高值。
