La Tierra ha tenido periodos de gran cambio ambiental, pero la atmósfera terrestre ha permanecido bastante estable los últimos 10.000 años. Este periodo de estabilidad climática, disponibilidad de agua dulce, y ciclos bioquímicos con pocos cambios, que los geólogos denominan Holoceno, ha visto el nacimiento, desarrollo y colapso de múltiples civilizaciones, y el óptimo climático del Holoceno también es en el que se ha desarrollado la agricultura y la ganadería.
En los últimos siglos se han introducido una serie de tecnologías, basadas en los combustibles fósiles, principalmente el petróleo, que ha supuesto una aportación masiva de gases de efecto invernadero a la atmósfera, habiéndose demostrado que podemos llegar a alterar significativamente los procesos físicos y químicos que afectan al clima de toda la Tierra. Puesto que las acciones del ser humano se han convertido en el principal agente del cambio climático global, se esta proponiendo denominar esta era como Antropoceno.
En el último Boletín de la Organización Meteorológica Mundial sobre los Gases de Efecto Invernadero, de 21 de octubre de 2021, se volvió a registrar en 2020 otro record de emisiones, a pesar de la pandemia. Actualmente, los promedios mundiales de las fracciones molares en superficie del dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O) alcanzaron nuevos niveles máximos en 2020 al registrar, respectivamente, 413,2 ± 0,2 ppm, 1.889 ± 2 ppmm y 333,2 ± 0,1 ppmm. En comparación con los niveles preindustriales (1750), esos valores
suponen incrementos del 149%, 262% y 123%, respectivamente . La última vez que la atmósfera era tan rica en CO2 fue hace millones de años, cuando los ancestros del ser humano estaban tallando herramientas de piedra, el clima era unos pocos grados más cálido y el deshielo elevó el nivel del mar decenas de metros.
La humanidad se ha desarrollado, durante los últimos millones de años, en una concentración de CO2 de entre 200 y 300 ppm, y este sería un buen argumento para mantener la concentración de CO2 por debajo de las 300 ppm. Mayor concentración de CO2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera, supone incremento global de la temperatura y el desencadenamiento de toda una serie de efectos catastróficos. El Panel Intergubernamental del Cambio Climático ha estimado que una concentración de 430 ppm supondría un incremento de la temperatura global de 1,5 ºC, y si se llega a 450 ppm supondría un incremento de 2 ºC.
En 2009, en Copenhague, los gobiernos se pusieron de acuerdo en la necesidad de limitar el calentamiento global en 2 ºC respecto a los niveles preindustriales. En el Acuerdo de París (2015), se establece el objetivo de mantener la temperatura media mundial en este siglo «muy por debajo» de 2 ºC respecto a niveles preindustriales, comprometiéndose a realizar todos los esfuerzos necesarios para limitar ese aumento a los 1,5 ºC. Sin embargo, al ritmo de incremento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera, es probable que esos límites se superen antes de 2050. El informe del Grupo de Trabajo I del IPCC, Cambio Climático 2021: Bases físicas, se prevé que la temperatura mundial promediada durante los próximos 20 años alcanzará o superará un calentamiento de 1,5 ºC. Según el informe, con un calentamiento global de 1,5 °C, se producirá un aumento de las olas de calor, se alargarán las estaciones cálidas y se acortarán las estaciones frías; mientras que con un calentamiento global de 2 °C los episodios de calor extremo alcanzarían con mayor frecuencia umbrales de tolerancia críticos para la
agricultura y la salud.
En 2021, la temperatura media global fue de 1,11 ºC por encima de los niveles pre-industriales (1850-1900), acercándose al límite inferior que el Acuerdo de París pretendía evitar.
