Uvoľňovaním stále väčšieho množstva skleníkových plynov však neustále zväčšujeme schopnosť atmosféry pohlcovať infračervené žiarenie. Narušujeme tak rovnováhu medzi dopadajúcou a vyžarovanou energiou, čo má za následok zvyšovanie priemernej teploty na Zemi. Súčasná koncentrácia CO2 v atmosfére je o 30% vyššia ako v čase pred priemyselnou revolúciou, ktorá odštartovala proces spaľovania fosílnych palív. Tento proces sa stále zrýchľuje. V dôsledku ľudskej činnosti boli približne 2/3 Oxidu uhličitého v atmosfére nahromadené od obdobia skončenia druhej svetovej vojny. Ak bude súčasný trend emisií pokračovať, potom k zdvojnásobeniu predindustriálnej koncentrácie CO2 v atmosfére dôjde v rokoch 2025-2050.

Problémom je aj životnosť CO2 v atmosfére, ktorá je približne 50-200 rokov. Znamená to, že ak by sa dnes okamžite znížili všetky emisie CO2 na nulu, v roku 2100 by sa v atmosfére nachádzala stále ešte polovica emisií CO2 pochádzajúca z ľudskej činnosti. Podľa mnohých svetových klimatológov zmeny v zložení atmosféry spôsobené človekom pravdepodobne už prispeli k pozorovanému nárastu teploty na Zemi za posledných 150 rokov. Rok 1997 bol podľa amerického úradu National Oceanic and Atmospheric Administration z hľadiska povrchovej teploty kontinentov najteplejším rokom tohto storočia. Priemerná celosvetová teplota v tomto roku dosiahla 16,9 st. Celzia , čo je o 0,4 stupňa viac ako je priemer z obdobia rokov 1961 až 1990. Teploty na pevnine síce v roku 1997 neprekonali rekord z roku 1990, ale k absolútnemu rekordu prispela teplota nad oceánmi a výrazné zvýšenie účinku El Niňo (zohrievanie sa širokého prúdu oceánu). Súčasne tento úrad oznámil, že 9 z uplynulých 11 rokov bolo najteplejších od doby, odkedy sa priemerná celosvetová teplota vôbec meria.

Deväťdesiate roky sa súčasne stali najteplejším obdobím v histórii týchto meraní. Otepľovanie atmosféry postupuje ďalej. Podľa meteorologických záznamov bol júl roku 1998 najteplejším mesiacom v histórii a poukazuje na trvalý proces globálneho otepľovania. Toto konštatovanie vyhlásil vo Washingtone viceprezident USA Al Gore. Navyše dodal, že "už nie je možné ignorovať fakt, že sa niečo deje. To niečo sa volá globálne otepľovanie". Problematika globálnych klimatických zmien pravdepodobne ovládne svetové dianie v budúcich desaťročiach. Prehlásenie veľkej väčšiny svetových klimatológov je jasné: ak ľudstvo radikálne neobmedzí emisie skleníkových plynov do atmosféry, speje do obrovských problémov. Pokiaľ bude zvyšovanie emisií pokračovať súčasným tempom, priemerná teplota na Zemi by sa mohla zvýšiť asi o 1 st. Celzia za necelých 30 rokov. Odvtedy čo človek chodí po Zemi, sa rýchlosť otepľovania ani len nepriblížila k tak vysokým hodnotám. Aj keď 1 st. Celzia sa môže zdať málo, z hľadiska celosvetovej klímy je to dramatické oteplenie, veď priemerná teplota na Zemi počas poslednej doby ľadovej (pred asi 12000 rokmi kedy ľadovec pokrýval väčšiu časť Európy) bola len o 3 až 5 st. Celzia nižšia ako je v súčasnosti.

Analýzami regionálnych zmien klímy bolo možné potvrdiť celkový trend. Globálne otepľovanie je nehomogénny jav - severný a južný pól sa otepľujú rýchlejšie ako rovníkové oblasti, pričom kontinenty sa otepľujú rýchlejšie ako oceány. V roku 1995 Národné Klimatické Dátové Centrum USA oznámilo, že z analýzy počasia v USA za niekoľko desaťročí vyplýva, že teplotné a zrážkové extrémy sú oveľa častejšie v poslednom období ako to bolo v minulosti a sú v zhode s nárastom koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére. Vedci tvrdia, že nastávajúce obdobie rýchlych klimatických zmien bude značne nepredvídateľné. Globálna aj lokálna klíma sa môže meniť náhle a nebezpečne.

Na základe posledných štúdií sa predpokladá, že tak ako bude narastať priemerná teplota Zeme budeme svedkami stále väčšieho výskytu záplav, ničivých búrok, sucha, požiarov a veľkých teplotných výkyvov. Podľa mnohých klimatológov je otepľovanie atmosféry už dnes príčinou záplav a uragánov, ktoré stále častejšie postihujú viaceré krajiny sveta. Teplejšie podnebie a teplejšie moria spôsobujú väčšiu výmenu energie a kľúčovou mierou prispievajú k vzniku tropických cyklónov, tornád a silných búrok. Tieto väzby neboli definitívne potvrdené, ale posledný vývoj počasia na Zemi nasvedčuje, že silné búrky sú dnes oveľa bežnejšie, ako boli v minulosti. Podľa niektorých meteorológov nárast teploty morí o 3 až 4 stupne ako vyplýva z atmosferických modelov, môže spôsobiť nárast ničivého potenciálu hurikánov až o 50 % a vyvolávať pravidelné búrky, v ktorých rýchlosť vetra bude dosahovať aj 350 km/hod.

Topenie ľadovcov a tepelné zväčšovanie objemu morskej vody môže spôsobiť nárast morskej hladiny a ohrozenie nízko ležiacich oblastí. Predpokladá sa, že otepľovanie atmosféry môže do roku 2030 spôsobiť nárast hladiny morí o 18 cm, pričom rýchlosť tohto nárastu už dnes predstavuje 3 až 10 mm za rok. Ak bude súčasný trend v emisiách skleníkových plynov pokračovať ďalej, očakáva sa že hladina morí sa zvýši o 65 cm do roku 2100. Situácia je o to závažnejšia, že aj keby došlo k stabilizácii koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére, vzhľadom na veľkú zotrvačnosť celého klimatického systému, hladina morí bude naďalej stúpať ešte niekoľko desaťročí. Zmenu klímy potvrdzujú aj merania zo Slovenska. V Druhej národnej správe o klimatických zmenách vypracovanej ministerstvom životného prostredia v roku 1997 sa uvádza, že z analýzy doterajšieho vývoja a zmien klímy na Slovensku vyplýva, že:

Trend priemernej ročnej teploty vzduchu u nás je významne rastúci. V Hurbanove vzrástla priemerná teplota o 1 st. Celzia od roku 1901 s maximom rastu v posledných 7 rokoch. Podobné trendy boli zaznamenané aj na iných miestach Slovenska. Trend ročných úhrnov zrážok je významne klesajúci. V Hurbanove predstavuje pokles zrážok asi 90 mm od roku 1901 (čo je 17% z normálu 1961-1990) s minimom v poslednom 14-ročnom období. Trend odparovania vody z pôdy je významne rastúci s maximom v poslednom 7-ročnom období. Priemerná vlhkosť pôdy je významne klesajúca od roku 1901. Na juhozápadnom Slovensku je tento pokles vyšší ako v iných oblastiach Slovenska. Výskyt mimoriadnych hodnôt v období 1981-1994 je oveľa častejší ako pred rokom 1981.