近年来，气候模式的模拟能力有了重大改进，这主要是考虑了大气中气溶胶（空气中悬浮的微小颗粒）的作用。因为在燃烧化石燃料放出二氧化碳的同时也释放出了巨量的硫化物等气溶胶。这种气溶胶会遮挡部分阳光到达地面，因此使地面气温降低，起到冷却作用。其数值据IPCC估计可达－0.5瓦/平方米，即相当于二氧化碳增温效应（1.56瓦/平方米）的1/3，比甲烷的增温效应（+0.47瓦/平方米）还略大。根据这个改进，IPCC在1996年公布的第二个报告中，把2100年二氧化碳倍增后全球平均气温的升温值从1.5℃～4.5℃修改为1.0℃～3.5℃。评估报告中还指出，由于海洋的巨大热惯性，到2100年这个增温值中只有50％～90％得以实现。
然而，模式计算结果还说明，全球平均增温1.0℃～3.5℃不均匀分布于世界各地，而是赤道和热带地区不升温或几乎不升温，升温主要集中在高纬度地区，数量可达6℃～8℃甚至更大。这样一来便引起另一严重后果，即两极和格陵兰的冰盖会发生融化，引起海平面上升。北半球高纬度大陆的冻土带也会融化或变薄，引起大范围地区沼泽化。
海洋变暖后海水体积膨胀也会引起海平面升高。IPCC的第一次评估报告中预计海平面上升70～140厘米（相应升温1.5℃～4.5℃），第二次评估报告中比第一次评估结果降低了约25％（相应升温1.0℃～3.5℃），最可能值为50厘米。IPCC的第二次评估报告还指出，从19世纪末以来的百年间，由于全球平均气温上升了0.3℃～0.6℃，因而全球海平面相应也上升了10～25厘米。
全球变暖对生物的影响
全球气候变暖，最直接和明显的影响是对生物多样性的冲击。全球性气候变暖并不是一个新现象，过去的200万年中，地球就经历了10个暖冷交替的循环。在暖期，两极的冰帽融化，海平面比现今要高，物种分布向极地延伸，并迁移到高海拔地区。相反，在变冷过程中，冰帽扩大，海平面下降，物种向着赤道的方向和低海拔地区移动。无疑，许多物种会在这个反复变化的过程中走向灭绝，现存物种即是这些变化过程后生存下来的产物。物种能够适应过去的变化，但它们能否适应由于人类活动而改变的未来气候呢？这是一个悬而未决的问题。但可以肯定的是，由于人为因素造成的全球变暖要比过去的自然波动迅速得多，那么这种变化对生物多样性的影响将是巨大的。
同时，温室气体会直接影响生物种群的变化。二氧化碳是重要的温室气体，同时又是植物进行光合作用的原料。随着大气中二氧化碳浓度的升高，植物的光合作用强度将上升。但不同植物具不同二氧化碳饱和点。当二氧化碳浓度超过饱和点时，即使再增高二氧化碳浓度，光合强度也不会增强。一般二氧化碳饱和点较高的植物能够适应大气中二氧化碳浓度的升高而快速生长，二氧化碳饱和点低的植物则不能快速生长，甚至会发生二氧化碳中毒现象，从而导致种群衰退。植物种群的变化必然导致植物食性昆虫种群的变化。而植物种群和昆虫种群中不可能预测的波动可能导致许多稀有物种的灭绝。
生物多样性减少、稀有生物物种面临灭绝，这是全球变暖对生物影响的一个方面。另一方面，全球变暖导致地球气候发生重大变化，一些生物物种不断扩大生存地盘，甚至达到了泛滥成灾的地步。甚至有科学家担心，全球变暖会导致老鼠等外来物种侵入南极。
一、温带生物多样性受到影响
由于气温持续升高，北温带和南温带的气候区将向两极扩展。气候的变化必然导致物种迁移。然而依据自然扩散的速度计，许多物种似乎不能以高的迁移速度跟上现今气候的迅速变化。以北美东部落叶阔叶林的物种迁移率来比较即可了然。当最近的更新世的冰期过后，气温回升，树木以每世纪10～40千米的速度迁移回北美。
依照21世纪气温将升高1.5℃～4.5℃的估计，树木将向北迁移5000～10000千米。显然要以自然状态下数十倍的速度进行扩散是不可能的。况且，由于人类活动造成的生态环境破坏只能使物种迁移率降低。所以，许多分布局限或扩散能力差的物种在迁移过程中无疑会走向灭绝。只有分布范围广泛，容易扩散的种类才能在新的生态环境中建立自己的群落。
二、热带雨林生物受到影响
热带雨林具有最大的物种多样性。虽然全球温度变化对热带的影响比对温带的影响要小得多，但是，气候变暖将导致热带降雨量及降雨时间的变化，此外森林大火、飓风也将会变得频繁。这些因素对物种组成、植物繁殖时间都将产生巨大影响，从而将改变热带雨林的结构组成。
长年在波多黎各雨林从事生物学研究的科学家乔格尔，一直在对蛙鸣声进行录音。然而，2002年的一个夜晚，他发现了一些异常，平日如潮水般的蛙鸣声变得稀稀拉拉。其实，早在1981年，乔格尔夫妇就发现，雨林地区的青蛙和科奎鹧鸪等动物开始销声匿迹。对于这一问题，全球研究热带雨林青蛙等动物的专家也有同感，而南美和美洲中部地区热带雨林动物消亡的问题尤为突出。研究人员确认，这是全球气候变化惹的“祸”。
从1970年到2000年，波多黎各热带雨林最低温度的平均值上升了1.1℃，这对那些对气候敏感的两栖动物影响巨大。高温导致更多干旱气候，热带雨林高地的异常连锁反应也使破坏性很强的菌类植物加快繁殖，进而影响到青蛙等动物的生存。在波多黎各附近的岛屿上，17种细趾蟾科动物中的3种已经灭绝，另有7～8种的数量已经开始下降。
此前，全球科学家一直警告说，青蛙种类的消亡和数量的下降对热带雨林的影响后果严重，这不仅剥夺了那些以青蛙为食物的部分鸟类等动物的“口粮”，而且导致原本是青蛙美食的昆虫数量大增，扰乱了生态食物链秩序，也扰乱了热带雨林世界。
三、沿海湿地和珊瑚礁生物受影响
湿地和珊瑚礁是生物多样性丰富的生态系统，然而它们也会受到气候变暖的威胁。温度升高会使高山冰川融化和南极冰层收缩。在未来的50～100年中，海平面将升高0.2～0.9米，甚至更高。海平面的升高会淹没沿海地区的湿地群落。海平面的变化如此之快以至于许多生物种类来不及随着海水上升迁移到适当的地域。特别是建筑在湿地地区的居住房、道路、防洪大坝等将成为物种迁移的直接障碍。海平面的升高对珊瑚礁种类有极大危害，因为珊瑚对海水的光照及水流组合有严格的要求。如果海水按预算的速度升高的话，那么即使生长最快的珊瑚也不能适应这种变化。此外海水温度升高同样会对珊瑚产生极大危害，由此将导致大量的珊瑚沉没以致死亡。
来自澳大利亚著名旅游景点大堡礁的消息说，色彩斑斓的珊瑚礁如今开始褪色。不少专家分析说，这是珊瑚礁发出的求救信号，也是全球气候变暖影响地球自身的征兆。
科学家说，海洋温度的上升将使更多珊瑚礁褪色。由于海洋吸收了过多的二氧化碳，其酸度增加，削弱了珊瑚形成珊瑚礁的能力。海洋温度只要上升1.1℃，就能导致大规模的珊瑚褪色。
大堡礁的珊瑚礁开始褪色仅仅是全球珊瑚礁问题的“冰山一角”。许多专家认为，如果不对污染和过度捕捞等问题采取有效保护措施，未来50年海洋温度上升导致的珊瑚礁褪色问题将更令人震惊。不仅如此，这些问题还将进一步殃及依赖珊瑚礁生存的百万种海洋生物。澳大利亚珊瑚礁研究专家休斯说，我们只有20年的时间来改变这种状况，如果现在不采取行动，全球环境和经济将会因此蒙受巨大损失。
四、鸟类种群受到影响
气候变暖将直接影响鸟类种群。鸟类学家认为由于气温升高，导致一系列恶劣气候频繁出现，将影响候鸟迁徙时间、迁徙路线、群落分布和组成。此外，气候变化导致各种生态群落结构改变，将间接影响鸟类的种群。
2009年2月11日，新加坡《联合早报》报道，随着美国气候越来越温暖，北美大约305种候鸟中，半数在过冬时向北方移进。
美国生态保护协会奥特朋协会的一份研究报告显示，由于气候的变化，知更鸟、海鸥、山雀和猫头鹰等候鸟的过冬地点，比40年前向北移进了56千米。紫织布鸟的迁移距离最远，比以往向北移进了640多千米。
鸟类移居的原因很多，包括城市扩建、森林砍伐和觅食问题。不过，研究人员表示，那么多来自不同地区的候鸟在同一时间向北方移进过冬，唯一的解释就是全球气候暖化。
研究报告显示，与40年前同期相比，美国在1月的平均温度上升了近3℃，而北部地区变暖的现象最为明显。目前，北部地区可发现更多的南方物种，而一些北部物种则撤退至加拿大。
气候变暖影响鸟类迁徙
2009年4月15日，英国科学家在《生物地理学》杂志上发表了一篇全球变暖对鸟类迁徙影响的报告。报告指出，由于全球变暖导致鸟类的繁殖地向北迁移，欧洲大陆的一些候鸟不得不飞得更远。这也是这些鸟类自1万多年前冰河世纪以来遇到的最大威胁。一些莺类从非洲到迁徙目的地比原来要多飞400千米，一年来回两次的行程就达6000千米。而对于一些鸟类来说，多飞数十千米就面临着生死存亡的考验。
五、蓝藻暴发可能成为全球性问题
2008年4月4日，美国《科学杂志》上发布了一篇关于蓝藻暴发原因的文章。文章指出，蓝藻暴发与全球变暖造成的极端天气有关。文章合著者之一、美国北卡罗来纳大学教授汉斯·派尔把蓝藻称作“湖泊里的蟑螂”，这种藻类植物遍布各处，很难消除，即使被太阳照射也不会躲到角落里；它们不停生长，甚至能长到90厘米厚。
蓝藻被认为与人类皮肤疾病和致命肝脏疾病有关。美国各地政府曾经投入巨资治理各地水系，但这种藻类在发展中国家更为流行。几乎全世界的主干水系，包括非洲的维多利亚湖、波罗的海、伊利湖、五大湖、佛罗里达州的欧基求碧湖等都长满了这种水藻。
派尔教授表示，蓝藻暴发是个全球性的问题。人们早就认识到水里的富营养化会造成蓝藻生长，但是科学家现在认为全球变暖、水温升高更是蓝藻暴发的诱因。
温暖的天气使得生长季节变长，这就激发了北部水系里的蓝藻暴发。以前北部湖里的水温太低，不适合蓝藻存活。20世纪30年代在欧洲南部发现的一些藻类，现在在德国北部也生长极盛。而一种原先在佛罗里达发现的藻类，现在则生长在美国东南部。更有一些藻类已生长到北部的蒙大拿，甚至遍及加拿大全国。
蓝藻生长极盛，使鱼类和其他水生动植物的生存空间变得很小。蓝藻挤满整个水面，可供鱼类做食物的其他水生植物被遮盖在下面。而鱼类通常都对蓝藻“敬而远之”，因此它们就会因吃不到食物而离开。蓝藻死亡后，沉到水底分解腐烂，又损耗了很多水里的氧气。
六、水母泛滥成灾
2007年秋天，土耳其马尔马拉海沿岸水域出现大量白色胶状漂浮物。它们白茫茫一片，密密麻麻地铺满了海面。在土耳其最大城市和海港伊斯坦布尔，这一现象尤为明显。那么，这些白色物体到底为何物？它们又是怎样形成的？一时间，这些问题似乎成了难解的谜团。经科学家研究发现，这些白色物体既不是人类排放的污染物，也不是海洋中的浮游生物，它们竟是集体死亡的白色水母的尸体。
事实上，水母泛滥成灾，并非只此一例。2007年11月，北爱尔兰唯一的一家三文鱼养殖场，遭受了一次特大水母袭击。这一事件共造成10万条三文鱼“全军覆没”，养殖场也因此损失约200万美元。这一事件甚至惊动了英国皇室，因为英国女王伊丽莎白二世最爱吃这家养殖场出品的三文鱼。据受灾公司称，这一事件的罪魁祸首是远洋夜光水母进攻养殖场。远洋夜光水母俗称紫水母，以其晚间可见的紫色光而闻名。事发那几天，几十亿个远洋夜光水母密布于该公司养殖场附近方圆25平方千米、10米深的水域。这些水母形成一个个巨大的黑团，将渔场层层包围。虽然渔场派出数十名人员进行营救，但乘坐的三艘船却花了数小时才穿越水母群，当抵达养鱼用的网箱时，已来不及抢救。网箱里的三文鱼不是已经死亡，就是在垂死挣扎。它们主要是被水母刺死、挤死，及受惊过度而死的。
另外，墨西哥湾养殖的对虾也曾成为水母的牺牲品。澳大利亚世界杯游泳赛期间，由于水母突然“占领”泳池，一些运动员只得被迫中途弃权。有着“地中海明珠”美誉的法国名城戛纳，则不惜出资8万欧元设置水母防护网，以远离“海洋终结者”的侵扰。
水母是一种海洋软体动物，早在6亿年前就来到了这个世界。此后，它们生生不息，一直在浩瀚的大海中繁衍至今，而且与人类也一直相安无事。但是近些年来，它的数量急剧增加，以致泛滥成灾，造成了上述悲剧。人们不禁会疑惑，水母为什么会泛滥成灾呢？答案便是全球变暖、过度捕捞和含毒性药品的排放。