Bei einem globalen Klimamodell handelt es sich um eine stark vereinfachte Abbildung der Prozesse, die in der Atmosphäre, in den Ozeanen und auf der Erdoberfläche ablaufen. Die Ergebnisse sind allerdings nicht sehr genau, denn: Die Gitterweite beträgt 150 bis 500 km. Damit ist die Auflösung sehr gering. Um eine höhere Auflösung zu erzielen, wäre eine enorme Rechenleitung notwendig.
Das deutsche Klimamodell ECHAM5 benutzt zum Beispiel zeitgleich mehrere Hundert Prozessoren mit jeweils einer Leistung, die einem PC vergleichbar ist. Um ein Klimamodell für die nächsten 250 Jahre zu errechnen, brauchen diese Prozessoren rund zwei bis drei Monate. Doch die Daten, die so errechnet werden, müssen zunächst ausgewertet werden. Das ist keine leichte Aufgabe, denn für eine Simulation von 100 Jahren entsteht eine Datenmenge, für die man einen Speicherplatz von rund 1330 DVDs bräuchte.
Wie auch die Wettervorhersage basieren globale Klimamodelle auf atmosphärischen Modellen, die durch weitere Parameter wie zum Beispiel Modelle der Ozeane, von Schnee oder Eis ergänzt werden. Ebenfalls wichtige Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt, bilden die Vegetation und der Mensch.
Trotz dieser Schwierigkeiten hat man bei verschiedenen Prognosen Gemeinsamkeiten festgestellt: Die Ergebnisse des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und des deutschen Klimamodells ECHAM5 decken sich insofern, als beide einem Temperaturanstieg von zwei bis vier Grad Celsius im 21. Jahrhundert prognostizieren.
Die Klimamodelle bestätigen in ihren Ergebnissen die Vermutungen, die man vor den Berechnungen schon geäußert hatte: Sie zeigen, dass die Temperaturen der Erdatmosphäre und der Meere ansteigen werden, dass die Zahl der Wetterextreme zunimmt, dass Wirbelstürme vermehrt auftreten werden und dass eine Ausbreitung der Wüsten wahrscheinlich ist.