Žemės istorijoje klimatas keitėsi dėl natūralių procesų: planetos orbitos parametrų kaitos, atmosferos sudėties pokyčių, tektoninių plokščių dreifo, Saulės aktyvumo ciklų, ugnikalnių išsiveržimų. Paskutinius 200 metų fiksuojami klimato pokyčiai išsiskiria tuo, kad pagrindinė kaitos priežastis – žmonių veikla. Žmonės nuo industrializacijos pradžios pradėjo keisti atmosferos cheminę sudėtį ir taip sustiprino šiltnamio efektą Žemės atmosferoje. Įvairios dujos, kurias išmeta transportas, pramonė, žemės ūkis, kaupiasi atmosferoje. Labiausiai šiltnamio efektą skatina anglies dioksidas (CO2) ir metanas (CH4). Kadangi žmogaus veikla stiprina šiltnamio efektą, tai reiškia, jog vis mažiau šilumos išspinduliuojama atgal į kosmosą. Atmosferoje susikaupusios antropogeninės kilmės dujos praleidžia Saulės spinduliuotę, tačiau sulaiko šilumą, sklindančią nuo Žemės paviršiaus, o tai lemia mūsų planetos šiltėjimą. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų gausėjimą lėmė neapgalvoti žmonijos veiksmai: miškų kirtimas, urbanizacija, žemės ūkio, transporto, energetikos, elektronikos ir daugelio kitų pramonių plėtra. Keičiant natūralų žemės paviršių (naikinant miškus ir kitą augmeniją) sumažėja CO2 sunaudojimas (nes augmenija naudoja CO2 fotosintezei) ir dėl išmetamo vis didesnio jo kiekio, CO2 koncentracija atmosferoje nuolat auga. Naikinant augaliją, siekiant praplėsti kitą žmonių veiklą, keičiasi ir Žemės albedas. Dirbtiniai paviršiai įprastai sugeria daugiau spinduliuotės nei natūralūs paviršiai, o tai lemia, jog mažiau šilumos yra atspindima atgal į kosmosą.
Nors klimato kaita daugiausiai siejama su temperatūros kilimu, tačiau Žemė yra sistema, kurioje viskas yra susieta, tad pokyčiai vienoje srityje lemia pasikeitimus ir visose kitose sistemos dalyse. Pokyčiai Žemės atmosferos cheminėje sudėtyje lemia temperatūros kilimą, dėl to tirpsta ledynai, o dėl tirpstančių ledynų kyla pasaulinio vandenyno lygis. Tai tik vienas pavyzdys, parodantis kaip glaudžiai susijusi yra mūsų planetos sistema ir, jog neapdairus žmonijos elgesys sukelia grandininę reakciją, kuri kelia pavojų Žemei ir mums – jos gyventojams. Dėl klimato kaitos vis dažniau pasitaiko sausrų, gaisrų, potvynių ir poplūdžių, stiprių audrų ir liūčių bei kitų ekstremalių reiškinių. Šie klimatiniai ir gamtiniai pokyčiai žmonijai nepalankūs ne tik aplinkosauginiu požiūriu, tačiau tai daro stiprią įtaką ir socialiniais, ekonominiais ir net kultūriniais aspektais. Jau dabar daugybė žmonių dėl klimato kaitos patiria sveikatos sutrikimų, maisto ir vandens trūkumą, būna priversti išsikelti iš savo namų, o jeigu nebus dedama pakankamai pastangų kovai su klimato kaita, ateityje klimato kaitos paveikiamos populiacijos dalis tik didės.