氣候變化，特指在所觀測的氣候自然變異之外，由於直接或間接的人類活動，改變了地球大氣的組成而造成的氣候變化；這種變化正在對地球和人類產生嚴重的傷害。
Dawes Glacier calving from the 200 foot high face. Blue ice from highly compressed ice crystals. Tongass National Forest, Alaska, USA.
◎ 地球升溫
2011年10月，加州大學伯克利分校地表溫度項目 (Berkeley Earth Surface Temperature Project) 研究小組，採用新的方法分析了過去200年間記錄的15個數據庫後，發現確鑿的證據：全球自1950年代中期以來，已經平均上升了1攝氏度（1.8華氏度）；其所繪製的1800年以來全球氣溫變化趨勢圖顯示的結論，與英國氣象局和美國宇航局相同：地球正在變暖。
縱觀有可靠記錄以來的歷年氣溫，可以看出地表溫度呈爬高之勢，10個最高氣溫的年份都出現在1998年之後，而2015年是目前為止最熱的一年：美國國家海洋與大氣管理局 (National Oceanic and Atmospheric Administration) 稱，7月是歷來最炎熱的月份，熱浪席捲歐洲、中東、南亞等地；5月，印度經歷了該國史上第二、世界史上第五個最致命的熱浪，導致2,500人喪生。
◎ 氣候變化
目前普遍認為的氣溫升高底線為2攝氏度，一旦超過，將可能加劇天氣異常、動物習性改變、疾病傳播速度加快等嚴重問題，而世界氣象組織的數據顯示，2015年9月的全球平均氣溫，已比工業革命前平均水平高出1攝氏度，這意味著人類距離前方的危險只有半程！去年世界各地出現的破紀錄的極端氣候，標誌著地球的氣候變化正不斷加劇。這不再是未來的問題，而是今天就要面對的問題：美國西部很多山區的積雪正在減少，威脅到當地的水供給；僅有的降雪也融化得更早，意味著緩和夏天炎熱的融雪越來越少……。氣候變化，威脅著人類各方面的健康和福祉，包括：極端天氣更頻繁地發生；造成更多人傷亡、患病，以及因環境改變而被迫遷徙；空氣質量下降；昆蟲傳播疾病；食物和水質安全；甚至對人類的心理健康造成威脅。
氣候變化還會減緩經濟增長，讓消除貧困愈發困難。美國聯邦政府委託的科學家特別小組，公佈了一份由240名科學家合力研究撰寫的長達1,146頁的報告，指出人類引起的氣候變化不僅是更熱的溫度，而是導致海平面上升、冰川融化和日益惡化的極端天氣，而兒童、老人、病人、窮人、部落和其他土著，特別容易受此影響而成為最大受害族群。
◎ 海水上升
從1880年到2014年，海洋表面溫度每10年平均升高0.1華氏度。若按照海洋儲存熱量的變化來看，以10的22次方焦耳為單位、1971年為基準，1955年海洋儲存熱量在負3個單位以下，2014年則超過13個單位。
海洋升溫的最直觀變化，是海水受熱膨脹致海平面上升。自19世紀以來，全球海平面一直在上升。美國國家航空航天局利用激光技術監測海平面上升，測得全球海平面平均比1993年升高83毫米。聯合國所屬「政府間氣候變化專門委員會 (Intergovernmental Panelon Climate Change, IPCC)」曾警告，如果不控制溫室氣體排放，到本世紀結束時，全球海平面將會上升3英呎。海平面上升，波及沿海和低地居民，導致大規模洪災、更強烈颶風以及深入內陸的暴風雨。2012年的相關研究發現，海平面上升不到4英呎，即可淹沒370萬美國人如今生活的土地，邁阿密、紐奧良、紐約和波士頓都非常容易受災。目前，美國已有13個地區的城市居民受到氣候變化及其影響的威脅，尤其是水、能源供應、交通運輸等基礎設施。
美國研究機構「氣候中心」最新報告指出，如果全球氣溫上升4攝氏度，受到海平面升高威脅最嚴重的國家是中國，目前1.45億人居住的沿海地區將變成汪洋；10個最危險的大城市中有4個在中國，包括上海、天津、香港、浙江台州；印度、越南和孟加拉也面臨同樣威脅；全球即將被海洋吞噬地區的人口，有75%在亞洲。
◎ 冰原消失
海洋升溫，波及地球的各個方面：海水升溫後，吸收的二氧化碳減少；海洋生物遷徙至極地附近，以此為食的人被迫改變生活方式；溫度較高的海水為颶風提供更多能量，使風災來得更猛；海水溫度升高加劇冰川融化。
美國國家航空航天局噴氣推進實驗室收集的衛星數據顯示，2002年以來，格陵蘭島冰原每年減少2,870億噸，南極洲冰原每年減少1,340億噸。冰原融化，導致海平面升高，引發全球洋流變化，危及動植物和人類賴以生存的淡水儲備。融化的海冰越來越多，重新凍結的海冰越來越少，海冰量以每10年13.3％的速度減少，北極海冰覆蓋範圍比30年前減少三分之一。
海冰能夠反射陽光，海冰減少將導致海水吸收更多太陽輻射而升溫，進一步加劇海冰融化；海冰融化將改變鯨、海象、北極熊等北極動物的棲息、進食和遷移習性。隨著無冰期延長，北極熊的生存變得困難。在挪威斯瓦爾巴特 (Svalbard) 群島，一頭雄性北極熊在吞吃小北極熊；一隻北極熊在搜尋海豹的絕望之旅中活活餓死，遺體就像平舖的毛毯。
在阿拉斯加，海上浮冰的瓦解使得巨大的浪潮襲擊海岸線，造成頻繁的水土流失，這已經讓多個沿岸社區不得不全體遷移。位於北極圈的基瓦利納鎮，將成為美國第一個由於天氣變暖而被淹沒的小鎮；在島上生活了幾千年的因紐皮特人將遷徙。
人類活動產生的二氧化碳中，超過四分之一被海洋吸收；二氧化碳與海水反應，生成碳酸；碳酸過多，海水酸鹼度pH值降低。美國國家海洋和大氣管理局數據顯示，與工業革命之前相比，海水的酸度約升高30％，使海洋生物賴以形成貝殼、骨架或珊瑚礁的碳酸鹽減少；海水的腐蝕性加強，翼足目軟體動物外殼中的碳酸鈣逐漸溶解。海洋酸化現象，也可能對其他海洋物種造成損害，進而對海洋食物鏈造成影響。
冰蓋在融化，浮冰在瓦解；水資源供應緊張，熱浪和暴雨加劇；珊瑚礁在消亡，魚類和其他生物向兩極遷徙，有些甚至面臨滅絕危險……。