地球表面の大気や海洋の平均温度は「地球の平均気温」あるいは「地上平均気温」と呼ばれ、地球全体の気候の変化を表す明確な指標として用いられており、19世紀から始まった科学的な気温の観測をもとに統計が取られている。地球の平均気温は1906年?2005年の100年間で0.74℃（誤差は±0.18℃）上昇し、20世紀後半のほうが上昇のペースが速く、近年地球の平均気温が上昇していることを示すデータが観測されている。これに起因すると見られる、海水面（海面水位）の上昇や気象の変化が観測され、生態系や人類の活動への悪影響が懸念されている。
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この地球温暖化は自然由来の要因と人為的な要因に分けられる。20世紀後半の温暖化に関しては、人間の産業活動等に伴って排出された人為的な温室効果ガスが主因となって引き起こされているとする説が有力とされている。2007年2月には国連の気候変動に関する政府間パネル(IPCC)が発行した第4次評価報告書（以下、AR4と表記）によって膨大な量の学術的（科学的）知見が集約された結果、人為的な温室効果ガスが温暖化の原因である確率は9割を超えると報告された。このような報告が現在の世界の動きの基礎となっている。
AR4で集約された科学的知見によれば、2100年には平均気温が最良推定値で1.8?4℃（最大推計6.4℃）、海面水位は平均推計で38.5cm（最大推計59cm）上昇するとされている。