Opvarmningen af havene og atmosfæren nær jordens overflade.
Temperaturoptegnelser baserede på direkte målinger viser, at den gennemsnitlige globale temperatur er steget 0,74 grader Celsius gennem de sidste hundrede år. Det meste af denne stigning er sket siden 1970erne. Optegnelsen viser også, at 11 af de 12 varmeste år har været inden for de sidste 12 år.
Den globale overfladetemperatur bestemmes ud fra temperaturaflæsninger fra adskillige tusinde vejrstationer, skibe og - i nyere tid - også satellitter. Aflæsningerne afslører nogle regionale forskelle i de temperaturændringer, der er sket. Opvarmningen har været mest markant i det indre Asien og i det nordlige Amerika, hvorimod nogle enkelte områder faktisk er blevet køligere, inklusiv dele af Nordatlanten. Generelt har opvarmningen i nyere tid (siden 1970erne) været kraftigere over land end over havene, idet havene kan optage mere varme og lettere afgive den igen via fordampning.
Eftersom den nordlige halvkugle indeholder større landmasser end den sydlige, sker opvarmningen hurtigere her. Selvom man ikke har ligeså mange temperaturoptegnelser for atmosfæren som for overfladen, viser målinger fra vejrballoner og satellitter også en stigning i den nedre atmosfæres (troposfæren) temperatur. Ifølge FN's klimapanel Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) skyldes den seneste globale opvarmning højest sandsynligt en menneskeskabt forøgelse af drivhusgasser i atmosfæren, først og fremmest kuldioxid (CO2).
Menneskeskabt global opvarmning kan blive yderligere forstærket af positive feedback mekanismer - som for eksempel øget indhold af vanddamp i atmosfæren på grund af øget fordampning. Videnskabsfolk har ved hjælp af klimamodeller forudsagt fremtidige tendenser for global opvarmning. Modellerne estimerer, at den globale overflade temperatur vil være mellem 1,1 og 6,4 grader Celsius højere ved slutningen af det 21. århundrede. Forudsigelserne afhænger af de faktiske udledninger af drivhusgasser i fremtiden, men de viser alle stigende temperaturer.
Global opvarmning har en række negative følger herunder øget afsmeltning fra gletsjere, øget havniveau, tab af biodiversitet, og mere ekstremt vejr. Der er en vis debat om mekanismerne bag global opvarmning. Nogle mener, at den ikke skyldes menneskets aktiviteter, og andre mener, den slet ikke eksisterer. Betegnelsen "Global opvarmning" og "Klimaændring" bruges nogle gang til at beskrive det samme, men er faktisk to forskellige ting. Hvor "Global opvarmning" henviser til øgede globale temperaturer, beskriver "Klimaændring" også for eksempel nedbør og vind. Læs om mere om det historiske aspekt i debatten over global opvarmning.