Trên đất liền, nhiệt độ tăng nhanh gấp hai lần so với trung bình toàn cầu. Diện tích sa mạc mở rộng, trong khi các đợt nóng và cháy rừng xảy ra thường xuyên hơn. Nhiệt độ tăng ở vùng Bắc cực đã làm các tầng băng vĩnh cửu tan, sông băng lùi dần và giảm diện tích băng phủ bề mặt biển. Nhiệt độ cao hơn cũng làm xuất hiện thường xuyên các đợt bão mạnh và hiện tượng thời tiết cực đoan. Ở những nơi như các rạn san hô, dãy núi, và vùng Bắc Cực, nhiều loài sinh vật bị buộc phải di trú  hoặc rơi vào tuyệt chủng do môi trường sống của chúng bị thay đổi. Biến đổi khí hậu cũng đe dọa đến con người bởi tác động đến an ninh lương thực và thiếu nước ngọt, làm tăng các trận lụt, đợt nắng nóng, xuất hiện nhiều dịch bệnh, và gây thiệt hại kinh tế. Nó cũng làm con người di cư vì vấn đề môi trường. Tổ chức Y tế Thế giới gọi biến đổi khí hậu là mối đe dọa lớn nhất đến sức khỏe nhân loại trong thế kỷ 21. Ngay cả nếu như các nỗ lực giảm thiểu ấm lên toàn cầu trong tương lai là thành công, một số tác động của biến đổi khí hậu sẽ vẫn còn tiếp tục trong hàng thế kỷ. Điều này bao gồm mực nước biển dâng, các đại dương ấm hơn và acid hóa đại dương.Nhiều tác động này đã được cảm nhận thấy ở mức độ ấm hiện tại, vào khoảng 1,2 °C (2 °F). Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) dự báo các tác động sẽ lớn hơn khi sự ấm lên đạt tới 1,5 °C và vượt qua mốc này. Hiện tượng ấm lên cũng làm tăng rủi ro tiến tới các điểm tới hạn, như sự tan của dải băng Greenland. Đáp lại những biến đổi này bao gồm thực hiện các hành động hạn chế sự ấm lên toàn cầu, và thích nghi với chúng. Sự ấm lên trong tương lai có thể được giảm thiểu (hay hạn chế) bằng cách giảm lượng phát thải khí nhà kính và loại bỏ chúng khỏi bầu khí quyển. Điều này sẽ bao gồm sử dụng nhiều hơn năng lượng gió và mặt trời, chấm dứt sử dụng than đá, và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. Việc chuyển sang sử dụng các xe chạy điện, giao thông công cộng, và các máy bơm nhiệt cho các hộ gia đình và tòa nhà thương mại, có thể giảm thêm được hơn nữa lượng khí phát thải. Ngăn chặn nạn phá rừng và tăng diện tích rừng bao phủ cũng giúp hấp thụ khí CO2. Một số quốc gia có thể thích nghi với biến đổi khí hậu thông qua việc thực hiện bảo vệ bờ biển, quản lý thảm họa thiên nhiên tốt hơn, và phát triển các loại cây trồng thích ứng với biến đổi khí hậu. Bản thân những nỗ lực thích ứng này không thể tránh được nguy cơ bị các tác động nghiêm trọng, lan rộng và lâu dài.Theo thỏa thuận chung Paris 2015, các quốc gia cùng đồng ý giữ mức ấm lên "phải dưới 2 °C" thông qua các nỗ lực giảm thiểu. Tuy nhiên, với các cam kết thực hiện theo thỏa thuận này, ấm lên toàn cầu vẫn tiến tới mốc 2,7 °C vào cuối thế kỷ này. Giới hạn ấm lên tới mức 1,5 °C sẽ đòi hỏi cắt giảm một nửa lượng khí thải vào năm 2030 và đạt tổng lượng phát thải bằng 0 vào năm 2050.
Trên đất liền, nhiệt độ tăng nhanh gấp hai lần so với trung bình toàn cầu. Ngay cả nếu như các nỗ lực giảm thiểu ấm lên toàn cầu trong tương lai là thành công, một số tác động của biến đổi khí hậu sẽ vẫn còn tiếp tục trong hàng thế kỷ.