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生態系統
上升的氣溫已經開始影響生態系統。歐洲和北美的蝴蝶已經將它們的活動範圍向北移動了200公里，植物跟隨其後，而大型動物的遷移受到城市和公路的阻礙，沒有這麼迅速。在英國，春季蝴蝶比二十年前要提前平均6天出現[41]。在北極，哈德遜灣的結冰期比三十年前要縮短了三個星期，這干擾了北極熊的生存，因為它們無法在陸地上捕食[42]。
兩份2002年發表於《自然》(vol 421)的研究[43]調查了科學界關於最近動植物區域或季節習性的改變的研究。對於最近出現變化的物種而言，有五分之四將其活動區域向兩極或高緯度遷移，出現了「難民物種」。青蛙的產卵、花的開放以及鳥的遷移平均每十年提前2.3天[44]。一項2005年的研究結論稱人類活動使溫度上升及所導致的物種習性改變的原因，將這些後果和氣候模型的預測相比較的結果支持了這些論斷[45]。甚至青草第一次出現在南極大陸上[46] 。
森林面臨潛在增加的火災的威脅。北美的被燒毀的北部森林的10年平均值，在數十年內一直穩定在一萬平方公里左右，而自從1970年以來逐漸升高到每年超過二萬八千平方公里。[47].
[編輯] 生態生產力
平均氣溫以及二氧化碳的增加可能在某時刻起具有促進生態系統生產力的效果。在大氣中，二氧化碳比起氧氣來說相當稀少（0.03%對比21%），這種二氧化碳的稀缺在光呼吸過程中十分明顯，因為二氧化碳非常缺乏，氧氣得以進入植物的葉綠體中，佔據卡爾文循環中二氧化碳本來應該佔有的位置。這使得形成中的糖類被破壞，阻礙了生長。衛星數據顯示北半球的生產率自從1982年來已經有了增長（然而很難將這種增長歸因於某個特殊因素）。
IPCC的模型預期CO2的高濃度只能在一定程度上推動植物群落的生長，因為在許多地區水或營養是限制性的因素，而非CO2或是溫度；在那之後，溫室效應及升溫將會繼續，但不會再有生長上的反饋。
瑞士樹蓋高程觀測項目（Swiss Canopy Crane Project）進行的一項研究表明，在高CO2濃度下，緩慢生長的樹種只能在短期內得到生長的推動，而長期的獲益者是藤類等快速生長的植物。一般而言，特別是在雨林中，這意味著藤類將成為占優勢的物種；而由於生長周期很短，它們所積聚的碳很快就會因為腐枝的分解而重新回到大氣中。相反的，緩慢生長的樹木可以將空氣中的二氧化碳固化數十年。
[編輯] 冰川消融
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這張地圖顯示自1970年以來山地冰川厚度的變化，橙色和紅色表示變薄，藍色表示變厚。
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北瀑的劉易斯冰川，該地區五個完全消融的冰川之一。
在歷史上，冰川在1550年至1850年小冰期間有所增長；隨後直到1940年代，隨著氣候的回暖，全球的冰川開始回退。然而在1950年到1980年間世界範圍內發生了輕微的全球降溫，在許多地方冰川後退的趨勢有所減緩或是被逆轉。自從1980年來，冰川的後退開始變得越來越快，並且越來越普遍，其程度甚至已經對許多冰川的存在造成了威脅。這個過程自1995年來變得如此顯著，以至於出現用塑料覆蓋奧地利阿爾卑斯冰川以減緩融化的異事[48]。山地冰川的後退，特別是在西北美、法蘭士約瑟夫地群島、亞洲、阿爾卑斯、印度尼西亞、非洲以及南美洲的熱帶和亞熱帶地區從19世紀末起已經提供了對全球溫度升高的持續的數值記錄。許多冰川的消融引起了人們對當地未來水資源問題的重視。右圖所顯示的是北瀑劉易斯冰川（Lewis Glacier, North Cascades）在1990年融化殆盡後所攝，它是47條北瀑冰川之一，其餘所有都在消退中[49]。
雖然接近人類社會並且對後者有重要的影響，中低緯度的山地冰川只占全球冰儲量的很小一部分。大約99%的冰都位於極地和亞極地的南極和格陵蘭冰蓋中。這些連續的、大陸尺度的冰層厚達3千米或更多，罩在極地的陸地上。就像從一片巨大的湖泊流出的眾多河流一樣，有許多注出冰川將冰蓋邊緣的冰帶入海洋。
在這些注出冰川中也觀察到了回退的現象，導致冰川流速的增加。在格陵蘭島上，2000年以來已經出現數個長期以來一直維持穩定的巨型冰川的後退。人們已經研究了三個冰川：黑爾海姆（Helheim）、雅各布港（Jakobshavns）以及康格爾隆薩克（Kangerdlugssuaq）冰川，加起來總共排放格陵蘭16%的冰蓋。1950年代至70年代的衛星圖像以及航拍照片顯示冰川的前端在十數年間一直維持在原先的位置。然而2001年它開始快速地後退，在2001年和2005年間共回退了7.2公里，流速從20米/天增加到32米/天[50]。西格陵蘭的雅各布港冰川（Jakobshavn Isbræ）是公認的世界流動最快的冰川，它至少從1950年就持續地以大於24米/天的速率流動，而保持著穩定的前端。在2002年中，12公里長的浮動前端開始進入快速後退的階段。冰面前端開始斷裂，而瓦解出的浮動端加速至每天30米的後退速度。康格爾隆薩克冰川後退的加速度甚至更大，主幹的一部分，在1988年—2001年的流速為15米/天，而在2005年夏天達到了40米/天；冰川的前端也出現了後退，並且迅速地削薄了100多米。[51]
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衛星照片顯示雅各布港冰川在01-03年間的加速後退
冰川的後退以及加速同樣出現在西南極冰蓋的兩條主要注出冰川上，注入阿蒙森海的松樹島（Pine Island）冰川每年變薄3.5 ± 0.9 m，並在3.8年內後退了五公里。冰川的終端，一個浮動的冰架，其浮動的端點每年後退1.2公里。這個冰川已經排出西南極冰蓋大量的存量，被稱為這塊冰蓋柔軟的小腹（薄弱點）[52]。同樣的變薄模式在臨近的特懷特（Thwaites）冰川也非常明顯。
