Et kritisk punkt, hvor selv en lille yderligere stigning i for eksempel temperatur vil medføre dramatiske forandringer i miljøet. Forandringer som ikke kan stoppes. Mennesket påvirker først og fremmest klimaet ved en øget udledning af drivhusgasser, som får temperaturen til at stige.
Temperaturstigningen påvirker miljøet på en række forskellige måder, som i sig selv kan forstærke klimaforandringerne ud over menneskets kontrol. Overskrides disse tærskelværdier startes såkaldte positive feedback mekanismer, som får temperaturen til at stige endnu mere. Det er vanskeligt at identificere tærskelværdier og at afgøre hvilke af disse, der vil starte en positiv feedback.
Videnskabsfolk diskuterer, hvorvidt nogle tærskelværdier allerede er overskredet. Der er dog også nogle som mener, at ikke alle overskridelser nødvendigvis er irreversible såfremt man ser tilstrækkeligt langt frem i tiden.
Eksempler på mulige overskridelser af tærskelværdier:
1) Den arktiske tundra har befundet sig i en tilstand af permafrost i tusindvis af år. Det er det største tørvemoseområde i verden. Hvis temperaturen stiger nok til at smelte permafrosten, kan nedbrydningen af organisk materiale i disse tørvemoser frigive betydelige mængder metan. Dette er en kraftig drivhusgas, som ville bidrage betydeligt til en temperaturstigning.
2) Et fald i Jordens albedo efterhånden som den arktiske is smelter. Is reflekterer mere sollys end åbent vand. Afsmeltningen ville således forstærke drivhuseffekten, og få endnu mere is til at smelte. På et tidspunkt ville afsmeltningen nå et punkt, hvor al isen ender med at smelte, uanset hvilken reduktion der sker i udledningen af menneskeskabte drivhusgasser.
3) De små organismer som danner koralrevene er temperaturfølsomme, og en stigning i havtemperaturen kan resultere i omfattende koraldød, også kaldet koralblegning. Dette sker når algen inde i koralen dør, for eksempel på grund af temperaturstress. Uden algerne kan korallerne ikke overleve. Koralrev danner levegrundlag for mange forskellige dyr og planter.
Andre eksempler på konsekvenser af overskridelse af tærskelværdier inkluderer afbrydelse af golfstrømmen, og frigørelsen af metan fra havbunden.