Porozumienie mogło wejść w życie dziewięćdziesiątego dnia po jego ratyfikowaniu przez ostatnie państwo, które przyczyniało się do spełnienia wymienionej zasady. Państwem, którego ratyfikacja przesądziła o wejściu układu w życie, była Rosja. Kraj ten długo zwlekał z obawy, że postanowienia traktatu zahamują rozwój gospodarki rosyjskiej; przeważył jednak argument o korzyściach z udziału w handlu emisjami.
Protokół z Kioto nie został dotychczas podpisany przez Andorę, Sudan Południowy i Watykan, a nie został ratyfikowany przez Stany Zjednoczone.
Odstąpienie Kanady 13 grudnia 2011 kanadyjski minister ochrony środowiska, Peter Kent, poinformował o odstąpieniu swojego kraju od Protokołu z Kioto. Stronami umowy są obecnie 192 państwa.
Międzynarodowe kontrowersje Zwolennicy Protokołu z Kioto argumentują, że redukcja emisji dwutlenku węgla do atmosfery jest niezwykle istotna dla zapobiegania nadmiernemu ociepleniu klimatu oraz negatywnym skutkom ekonomicznym, na przykład powiększaniu się obszarów ubóstwa oraz zmniejszaniu się powierzchni terenów uprawnych. Do obrońców tego dokumentu należą Unia Europejska, organizacje ekologiczne, Organizacja Narodów Zjednoczonych, kraje Pacyfiku zagrożone zalaniem przez ocean wskutek globalnego ocieplenia oraz niektóre środowiska naukowe.