Linie pomiarowe 270px|mały|prawo|Porównanie satelitarnych pomiarów temperatury powierzchni Ziemi z instrumentalnymi pomiarami za pomocą termometrów. Jako punkt zero na wykresie przyjęto średnią temperatur z lat 1961-90. W przypadku stacji pomiarowych działających przez długi czas dostępne są linie pomiarowe pokazujące przebieg temperatury (w tym średnie wartości miesięczne i roczne) na przestrzeni dekad. Określenie średniej temperatury na dużym obszarze, lub średniej temperatury globalnej wymaga uwzględnienia danych z wielu miejsc pomiaru. Ponieważ rozmieszczenie stacji pogodowych nie jest równomierne, najwyższą wagę przyznaje się pomiarom z miejsc, dla których liczba pomiarów jest niewielka. Dla tych miejsc niepewność danych jest największa. W przypadku pomiarów satelitarnych największa niepewność występuje dla obszarów Arktyki i Antarktyki, które są niedostępne dla większości satelitów ze względu na ich orbitę. Wartości średniej temperatury globalnej wyznaczone na podstawie instrumentalnych pomiarów temperatury mogą się nieznacznie różnić w zależności od przyjętej metody interpolacji danych na obszary bez bezpośrednich pomiarów.