自工业革命（大约18世纪中期）以来，人类开始大规模使用化石燃料，包括煤炭、石油、天然气。这些化石燃料不管转变成何种形式，它们燃烧之后的主要产物之一是二氧化碳，导致大气中二氧化碳的浓度逐年快速升高。 二氧化碳是一种典型的温室气体，它们在大气中能够吸收地球表面向外辐射到太空的热量，使热量滞留在大气圈中，形成所谓温室效应，从而使地表及低层大气温度升高，造成全球变暖效应。 工业化前8000年里，地球大气中的二氧化碳浓度长期稳定在280 ppm（百万分之280）左右。进入工业化时代后，大气中的二氧化碳开始不断上升。在1900年前后，大气中的二氧化碳浓度约为296 ppm，1960年升高至317 ppm，2000年则进一步升高至370 ppm，而2024至2025年的年平均值已超过420 ppm。在地球过去至少300万年的漫长时间里，从未出现过如今这样增长速度如此之快、且浓度如此之高的二氧化碳水平。 过去多年来，几乎每年都是有记录以来最热的一年，每年全球的平均气温都在创下新高。由于厄尔尼诺条件，在2024年，全球平均气温比工业化前高出1.55 ℃，创下新的历史高温。虽然2025年出现中性到拉尼娜条件，气温相对有所降低，但2025年1至8月仍然比工业化前高出了1.42 ℃，使2025年不出意外地成为有记录以来最热的前三年份。 别看只有1度多的升温似乎不高，但之于整个地球而言，其实是增加了巨大的热量。由此带来的是北极和南极冰川规模在各自夏季前所未有地缩小，冰面变少之后，反射的太阳热量也会减少，漏出的陆地又会吸收更多热量，最终造成的是气候变暖加剧，尤其是在两极地区。 到2025年，全球海平面比1901年上升了至少20厘米，而近年来呈现出加速上升的趋势。在1901-1990年期间，每年海平面上升速度约为1.8毫米/年，而最近10年，这个速度来到了4毫米/年，增加了一倍多。 随着全球平均气温不断升高，大气系统中可用的能量变得越来越多，这会导致极端天气事件发生的频率和强度显著增强。目前，全球每年出现热浪、暴雨、洪水、干旱和强风暴的极端天气事件正变得更加常见。
