Nhiệt độ là yếu tố quyết định chính của các kiểu khí hậu toàn cầu. Nó ảnh hưởng đến chu kỳ sống của thực vật và động vật, ảnh hưởng đến thời tiết và thủy triều, và kiểm soát sự đóng băng và tan băng của các chỏm băng ở vùng cực. Một sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ trung bình có thể gây ra những tác động mạnh mẽ đến môi trường trên toàn thế giới.
Chỉ cần một vài độ thay đổi nhiệt độ tổng thể có thể khiến cây cối héo úa hoặc năng suất thấp hơn và tạo điều kiện cho các loài xâm lấn bám trụ. Các loài động vật như gấu Bắc Cực cũng có thể mất môi trường sống do băng tan. Muỗi có thể sinh sôi và truyền bệnh. Nhiệt độ đại dương ấm lên gây ra các kiểu thời tiết khắc nghiệt hơn và ảnh hưởng đến đa dạng sinh học của các đại dương.
