Küresel iklim değişikliğinin nedenleri, iklim sistemi üzerinde etkili olan doğal ve insan kaynaklı faktörlerdir. Doğal faktörler arasında güneş aktivitesi, volkanik patlamalar, yeryüzünün yörünge değişiklikleri gibi olaylar sayılabilir. İnsan kaynaklı faktörler ise özellikle fosil yakıtların yakılması, ormansızlaştırma, tarım ve sanayi faaliyetleri gibi etkinliklerle atmosfere salınan sera gazlarıdır.
Sera gazları, atmosferde ısıyı tutarak yeryüzünün ısınmasına neden olurlar. Bu da iklim sisteminde bir dizi değişikliğe yol açar. Örneğin, buzulların erimesi, deniz seviyesinin yükselmesi, yağış rejimlerinin değişmesi, kuraklık ve sellerin artması, biyolojik çeşitliliğin azalması gibi sonuçlar ortaya çıkar.