全球平均氣溫在1906到2005年的一百年間升了0.74度。而在1956到2005年的50年，每10年上升0.13度，升幅是過去100年的兩倍。過去10年中(2001-2010)，有9年(2010, 2005, 2003, 2002, 2009, 2006, 2007, 2004, 2001)名列最暖的10年內。

全球暖化（陸地和海洋）會影響大氣中的水汽含量、降水和大氣環流。溫度上升將會增加大氣中可容納的水汽及加劇水循環，改變降水量、頻率、強度、時間和種類等特徵。

跟全球氣溫上升不同，長期數據分析顯示不同地區的降水趨勢差異很大，有些地區有所增加，有些則減少。

海平面受全球變暖的影響而上升，其主要物理成因有二：其一是海洋上層的海水受熱而膨脹；其二是冰川、冰冠以及格陵蘭和南極洲上的冰塊溶化後流入海洋，令海洋的水量增加。

根據政府間氣候變化專業委員會(IPCC) 2007年發表的第四次評估報告，全球海平面在1961至2003年間每年上升了1.8亳米，上升速度在1993至2003年間加快，約每年3.1毫米，並預料到21世紀末全球平均海平面會上升0.18至0.59米。

由測潮器(藍色)及衛星(紅色)數據顯示的全球平均海平面上升變化。變化是相對於1961-1990年的平均值。平滑曲線代表十年際平均數值，圓點代表每年數值。陰影部份為不確定間距。(來源：政府間氣候變化專門委員會IPCC 2007)

極端天氣(例如:大雨、熱浪、寒潮、乾旱等)是指在歷史上不常發生的天氣事件。