通過氣候模式，專家預測出不同排放情景下的增暖結果——地球將進入一個更溫暖的時期。在多個溫室氣體排放情景下，本世紀末平均升溫幅度大致為1.1℃至6.4℃。在低排放情景下，升溫1.1℃至2.9℃；在高排放情景下，升溫2.4℃至6.4℃。陸地上和大多數北半球高緯度地區的增暖zui為顯著，而南大洋和北大西洋的增暖zui弱。高緯度地區的降水量可能增多，而多數副熱帶大陸地區的降水量可能減少。
氣候變暖對未來自然生態和經濟社會發展將產生長期、顯著的影響。氣候變化的影響有正面和負面的，但其負面影響更值得關注。研究指出，當溫度上升到一定程度時，氣候變化的影響以負面為主，《聯合國氣候變化框架公約》中稱其為溫度閾值，相當于氣候變化的“警戒線”。一旦超過這個“警戒線”，生態系統的平衡將受到威脅，糧食安全不能保障，影響了人類社會的可持續發展。
氣候變暖如懸在人類頭上的“達摩克利斯之劍”，威脅著人類的生存和發展：
它將導致水資源時空分布失衡的矛盾更加突出，部分地區旱者愈旱、澇者愈澇。它和其他因素綜合作用對生態系統將造成不可恢復的影響，若平均溫度增幅超過1.5℃至2.5℃，約20%至30%的物種有可能會滅絕。
它將導致農業和林業生產自然風險加大，大范圍嚴重饑荒出現概率增大。若地表氣溫增加1℃至3℃，將造成降水分布失衡，氣候災害增多、影響加重，導致農業生產自然風險加大，多數地區農作物產量下降。
它將導致海平面上升，沿海地區遭受洪澇、風暴、咸潮以及其他自然災害的頻率加大，嚴重影響沿海及低洼地區的經濟社會發展和生態安全。
它將導致突發公共衛生事件增多、增強，嚴重威脅人類健康。地表氣溫升高導致熱帶常見流行病發生范圍向高緯度地區擴展，鳥類遷徙路徑和動物生活習性的變化導致應對人禽、人畜共患疾病的難度加大，高溫熱浪、霧、霾等氣候事件以及大氣臭氧濃度降低、光化學煙霧等環境事件增多、增強，威脅老人、兒童、病患等弱勢群體的身心健康。
氣候變暖對中國來說主要不是“福音”，而是“災害”或“災難”：從1986年冬季開始，中國已連續經歷了21個“暖冬”；強降水事件的發生頻率增加；自20世紀60年代以來, 全國每年陰霾天氣發生的總頻次呈明顯增加趨勢；1955年至2005年黃河源和黃河上游年平均流量均呈顯著減少趨勢；大部分冰川融化退縮；草原面積不斷減少……如不采取適應措施，到2030年中國種植業產量可能會減少5％至10％，未來中國水資源供需矛盾可能會加劇。
