Ilmastoon ovat aina vaikuttaneet myös asiat, joihin ihminen ei voi vaikuttaa, kuten auringon aktiivisuuden muutokset, tulivuorenpurkaukset, maapallon kiertoradan ja sen pyörimisliikkeen kallistuskulman muutokset. Nämä asiat ja monta muutakin on otettu huomioon IPCC:n arvioissa.
Myös kasvihuoneilmiö on luonnollinen ja elämälle välttämätön. Maapallolla olisi noin 33 astetta nykyistä viileämpää, ellei ilmakehässä olisi niin sanottuja kasvihuonekaasuja. Ne päästävät lävitseen auringosta tulevan säteilyn, mutta pidättävät osan siitä lämpösäteilystä, jota auringon lämmittämä maanpinta lähettää takaisin ylös, eli ne pidättävät lämpöä maanpinnan läheisyydessä, samaan tapaan kuin kasvihuoneen lasi. Ihminen on lisännyt ilmakehän kasvihuonekaasujen määrää ja se muuttaa maapallon ilmastoa.
Tärkein kasvihuonekaasu on hiilidioksidi CO2, seuraavaksi tärkeimmät ovat metaani CH4 ja typpioksiduuli N2O, loput ovat halogeeniyhdisteitä. Hiilidioksidia ilmaan tulee ennen muuta fossiilisten polttoaineiden, kuten kivihiilen, öljyn, turpeen ja maakaasun poltosta. Hiilidioksidipäästöjen kannalta pahimmat ovat kivihiili ja turve. Myös metsien hävittäminen vapauttaa ilmaan hiilidioksidia, joka aiemmin oli sitoutunut metsän kasvillisuuteen ja maaperään.
Ilmastonmuutosta ei voida täydellisesti pysäyttää ainakaan lähivuosikymmeninä. Käytännössä kyse on siitä, pystymmekö hillitsemään muutoksen tasolle, joka ei romauta ihmisyhteiskuntien toimintakykyä.
Jos haluamme rajoittaa maapallon lämpenemisen kahteen celsiusasteeseen, ilmakehän hiilidioksidipitoisuus ei nykytiedon valossa saisi nousta ylemmäs kuin 350 ppm (parts per million, miljoonasosa). Vuonna 2008 hiilidioksidipitoisuus oli 385,57 ppm