تغییرات آب و هوایی و اثرات آن چند مقیاسی، همه جهت دار، و چند سطحی هستند که اثرات مثبت و منفی همزیستی دارند، اما اثرات منفی بیشتر نگران هستند. گرم شدن کره زمین بر اکوسیستم های طبیعی در بسیاری از مناطق تأثیر داشته است، مانند آب و هوای غیر طبیعی، افزایش سطح دریا، عقب نشینی یخچال های طبیعی، ذوب پرمفروست، یخ زدن دیر هنگام و یخ زدن زودهنگام رودخانه (دریاچه) یخ، فصل های طولانی رشد در عرض های جغرافیایی اواسط تا بالا، فلور و جانوران محدوده توزیع به مناطق قطبی و مناطق ارتفاع بالا گسترش می یابد، تعداد حیوانات و گیاهان خاص کاهش می یابد، و دوره گل دهی برخی گیاهان پیشرفت می کند ، و به همین صورت.
بخار آب بزرگترین گاز گلخانه ای است که نزدیک به دو دستور قدر بالاتر از دی اکسید کربن است. با این حال، آن را تا حد زیادی تحت تاثیر ارتفاع و عرض جغرافیایی، و همچنین تا حد زیادی تحت تاثیر آب ها و آب و هوای موسمی است. نسبتاً: آب و هوای اقیانوسی با رطوبت مطلق بالا تحت تأثیر گاز اتاق مرطوب تخلیه شده مصنوعی تأثیر آشکاری ندارد و مناطقی با رطوبت مطلق پایین تر مانند ارتفاعات بالاتر، عرض های جغرافیایی بالا، و مناطق خشک بیشتر تحت تأثیر گازهای گلخانه ای مصنوعی قرار می گیرند. به عنوان مثال کوه های تیانشان چین در مناطق داخلی در ارتفاع بالا قرار دارند و خط برف به طور قابل توجهی بالا آمده است. در ایالات متحده، اروپا و دیگر مناطق رطوبت نسبتاً زیاد است و گازهای گلخانه ای مصنوعی هم رفت و آمد بخار آب را تسریع می کنند و باعث آب و هوای شدید کم و دمای بالا می شوند. بدون تأثیر بخار آب، گازهای گلخانه ای مصنوعی به طور کلی باعث بالا رفتن دما خواهند شد، اما وجود بخار آب باعث افزایش اغتشاش جوی می شود و آب و هوا به افراط و تفریط گرایش دارد.
آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا مشخص کرده است که دی اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه ای آلاینده های هوا هستند که «سلامت عمومی و رفاه انسان را به خطر می اندازند.» انتشار گازهای گلخانه ای در مقیاس بزرگ انسان برای آغاز گرم شدن کره زمین و دیگر تغییرات آب و هوایی کافی است.