Bez ograniczenia emisji gazów cieplarnianych oczekiwany jest postępujący wzrost średniej globalnej temperatury. Podsumowane przez IPCC w roku 2013 prognozy modeli klimatycznych wykazują, że średnia temperatura globalna powierzchni Ziemi podniesie się w XXI w., przy założeniu scenariusza szybkiej redukcji emisji RCP2.6, o 0,3–1,7 °C w porównaniu do stanu z końca XX w. (średnia z lat 2081–2100 w stosunku do wielolecia 1986-2005). W scenariuszu z wciąż wzrastającą emisją RCP8.5 globalne ocieplenie zawierać się będzie w zakresie 2,6–4,8 °C. Dekadowe prognozy klimatu przygotowane w 2019 roku przez Światową Organizację Meteorologiczną wskazują, że średnioroczna globalna temperatura w okresie 2020-2024 będzie najprawdopodobniej mieścić się w zakresie 0,91–1,59 °C ponad poziomem przedindustrialnym, reprezentowanym przez wielolecie 1850-1900. mały|Animacja przedstawiająca zmiany temperatury powierzchni Ziemi w latach 1880–2017 w stosunku do średniej z lat 1951–1980. Niebieskie odcienie oznaczają temperatury niższe, czerwone wyższe Część skutków globalnego ocieplenia, zwłaszcza w skali regionalnej, wciąż obarczonych jest dużymi niepewnościami.