Toute la communauté scientifique est désormais convaincue que cette élévation de température est le résultat d'une augmentation de la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère durant le dernier siècle, ce qui a entraîné une augmentation du phénomène d'effet de serre. Même si quelques septiques doutent encore du rôle prépondérant des activités humaines dans cette augmentation de GES dans l'atmosphère, de nombreuses études prouvent que ces phénomènes ne sont pas liés à un fonctionnement « normal » de la planète.

En effet, la Terre a connu de grandes variations de température au cours de son histoire notamment à travers la succession de périodes glaciaires entrecoupées de période plus douces mais les variations de températures observées ces derniers siècles ne sont pas explicables avec des modèles de simulation climatique basés uniquement sur les variations naturelles du climat. En revanche, ils le sont lorsqu'on introduit les paramètres des activités anthropiques dans ces modèles climatiques. De ce fait, du côté de la NASA et des autres instituts de recherche la question ne se pose plus : le réchauffement de la planète est effectif et dû au rejet de GES liés aux activités humaines.

Dans les faits, le réchauffement climatique s'observe aisément. Le recul des glaciers ou la fonte de la banquise sont les conséquences les plus directes et les plus visibles. Des effets sont aussi observés au niveau de la faune et de la flore. Selon un article publié dans le journal « Nature », 1.700 espèces de végétaux, d'animaux et d'insectes se sont déplacées vers les pôles à une vitesse d'environ 6,5 kilomètres par décennie durant la deuxième moitié du 20e siècle. Selon une étude allemande coordonnée par l'université technique de Munich, le printemps en Europe débute désormais 6 à 8 jours plus tôt qu'il y a 30 ans. Même constat pour les vendanges qui ont été avancées de deux semaines en 30 ans. Ainsi, les conséquences du réchauffement climatique sont bien visibles. Restent maintenant à prévoir celles qui ne se sont pas encore manifestées.

Selon les scientifiques du GIEC, on peut s'attendre à une poursuite du retrait général des glaciers, à des changements plus marqués dans les périodes de nidifications, de migrations ou de floraisons, à l'intensification des pluies et de la sécheresse dans certaines régions voire à un refroidissement marquant dans d'autres et probablement à une montée du niveau de la mer. À ce propos, la NASA rappelle qu'il y a trois millions d'années, lorsqu'il faisait 2 à 3 °C plus chaud que maintenant, le niveau des mers était 25 mètres plus haut. Ce qui laisse entrevoir toutes les modifications qui seraient susceptibles de se produire si l'on maintenait l'élévation de la température à « seulement 2°C » comme semble le conseiller de nombreux scientifiques.

Cependant pour limiter l'augmentation de température à seulement 2°C il va falloir mettre les bouchées doubles. Dans une interview accordée récemment à Actu-environnement, Jean Jouzel, directeur de recherche au Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement du CEA, rappelait que pour garder l'espoir de limiter le réchauffement à 2°C par rapport au climat actuel, il ne faudrait pas que la concentration de CO2 aille au-delà de 450 ppm (parties par million), nous en sommes à 380. Ceci requiert que les émissions de gaz carbonique qui représentent près de 7 milliards de tonnes de carbone par an (GtC/an), n'excèdent pas 10 GtC/an en 2020, redescendent à leur valeur actuelle vers 2040 puis diminuent rapidement vers 2 GtC/an d'ici la fin du siècle. Ce qui selon lui n'est pas gagné d'avance.
De toute façon, il semblerait que les modifications climatiques soient déjà en marche. Pour James Hansen de la NASA si le réchauffement global se poursuit de 2 ou 3 °C, nous verrons probablement des changements qui feront de la Terre une planète différente de celle que nous connaissons aujourd'hui.