L’accumulation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère du fait des activités humaines contribue à l’amplification de l’effet de serre et à l’augmentation de la température moyenne de la planète.

Les facteurs naturels (rayonnement solaire, volcans) ne peuvent à eux seuls expliquer le réchauffement de la planète observé depuis plusieurs décennies. Dans son 5^e rapport de synthèse intitulé « Changements climatique 2014 : rapport de synthèse » adopté en novembre 2014, le Giec précise que « l’influence humaine sur le système climatique est claire », que « le réchauffement du système climatique est sans équivoque » et que « les émissions de gaz à effet de serre ont augmenté depuis l’ère préindustrielle… » et que «  leurs effets … sont, avec une probabilité extrêmement élevée, la cause dominante du réchauffement climatique observée depuis le début du XX^e siècle ».

Il confirme que l’effet moyen global des activités humaines, sur la période 1750-2011, a un effet de réchauffement avec un forçage radiatif de +2,29 W/m2 (intervalle d'incertitude de + 1,13 à + 3,33) contre respectivement + 1,25 W/m² et 0,57 W/m² en 1980 et 1950. Celui provoqué par les changements du rayonnement solaire est de + 0,05 W/m2 (intervalle d'incertitude de + 0,00 à + 0,1). Celui des aérosols dans l’atmosphère est évalué à - 0,9 W/m² (intervalle d'incertitude de – 1,9 à + 0,1).

Le réchauffement du système climatique s’observe au travers de l’accroissement des températures moyennes mondiales de l’atmosphère et de l’océan, de la fonte généralisée de la neige et de la glace, et de l’élévation du niveau moyen mondial de la mer.

Le 5e rapport d’évaluation du Giec publié en septembre 2013 indique que la température moyenne de la Terre a augmenté de 0,85 °C depuis l’époque préindustrielle. Le processus s’accélère depuis les années 1980.

Au niveau mondial, le XXI^e siècle compte quatorze des quinze années les plus chaudes jamais enregistrées depuis 1900. Une tendance similaire est perceptible en France métropolitaine. Ainsi, l'année 2014, avec un écart de + 1,9 °C par rapport à la moyenne 1961-1990, est l’année la plus chaude enregistrée depuis 1900, battant le précédent record de 2011 (+1,8 °C).

D’après le Giec, l'augmentation des températures mondiales moyennes de surface de la Terre durant le XXI^e siècle est susceptible d'être comprise entre 0,3 °C et 4,8 °C. Pour la France métropolitaine, cette augmentation pourrait être comprise 0,4 °C et 5,1 °C.

Les conséquences de la hausse des températures sont multiples : réchauffement des eaux de surface et profonde, élévation du niveau des mers et océans, fonte des glaciers, impacts sur la ressource en eau, évaporation de l’eau plus forte et augmentation de la teneur de la vapeur d’eau (puissant gaz à effet de serre naturel) dans l’atmosphère, perturbations des grands équilibres climatiques, impact sur la faune et la flore (une augmentation de 1 °C de la température provoque un déplacement des espèces de 100 km vers le nord et de 100 mètres en altitude)…

Le forçage radiatif est la mesure de l’influence d’un facteur sur l’altération de l’équilibre des énergies entrantes et sortantes du système Terre-atmosphère. Il donne une indication de l’ampleur de ce facteur en tant que moyen de changement climatique potentiel. Il s'exprime en watts par mètre carré (W/m²).