Một số vùng của Châu Nam Cực đang ấm lên; đặc biệt sự ấm lên mạnh được ghi nhận ở bán đảo Nam Cực. Nghiên cứu của Eric Steig công bố năm 2009 chỉ ra rằng lần đầu tiên xu hướng nhiệt độ bề mặt trung bình trên toàn lục địa Nam Cực tăng nhẹ khoảng >0,05 °C (0,09 °F) trong mỗi thập niên từ 1957 đến 2006. Nghiên cứu này cũng cho thấy Tây Nam Cực đã ấm lên hơn 0,1 °C (0,2 °F) mỗi thập niên trong vòng 50 năm qua, và sự ấm lên này mạnh nhất trong mùa đông và xuân. Điều này được bù đắp một phần bởi sự lạnh đi ở Đông Nam Cực. Đây là dấu hiệu ghi nhận được chỉ từ một nghiên cứu ở Nam Cực về sự ấm lên do sự phát thải cacbon dioxit của con người. Tuy nhiên, một lượng nhỏ bề mặt ấm lên ở Tây Nam Cực không chắc chắn so với tác động trực tiếp đến sự đóng góp của mũ băng Tây Nam Cực đối với sự gia tăng mực nước biển. Thay vào đó, sự gia tăng các dòng chảy ra của sông bằng được tin là do dòng chảy vào ấm của các dòng hải lưu sâu ngoài khơi thềm lục địa. Đóng góp chính thức vào sự gia tăng mực nước biển từ bán đảo Nam Cực có thể là kết quả trực tiếp của sự ấm lên của khí quyển lớn hơn nhiều ở đây.