Der Anstieg der Temperatur ist durch verschiedene Messungen belegt. Vor allem die Werte der Wetterstationen auf der ganzen Welt bestätigen diese Veränderung seit Beginn der Messungen am Anfang des 20. Jahrhunderts. Seit diesem Zeitpunkt hat man eine Erhöhung der Temperatur um 0,7 Grad Celsius festgestellt.
Auch die Messungen der Meerestemperatur haben diese Erhöhung bestätigt. Zwar steigt die Temperatur der Meere nicht so stark, doch dies ist auch aufgrund der thermischen Trägheit des Wassers zu erwarten.
Die globale Erwärmung wird des Weiteren durch Temperaturmessungen von Satelliten festgestellt – obgleich die Messungen erst seit 1970 durchgeführt wurden. Leider sind die Messungen von Satelliten nicht sehr genau, weil diese kaum die Temperaturen nahe der Oberfläche messen können.
Neben diesen Messungen führt man auch andere Phänomene auf einen allmählichen Anstieg der Durchschnittstemperatur zurück – so zum Beispiel das Schmelzen der Gletscher, der Schwund des Polareises oder das frühe Austreiben der Bäume.
Eine derartige Erwärmung gab es auf der Erde vor rund 15.000 Jahren, am Ende der letzten Eiszeit. Die damalige Erwärmung von 5 Grad Celsius erstreckte sich allerdings über einen Zeitraum von etwa 5000 Jahren. Der Mensch wird vermutlich diesen Rekord brechen: Es ist nicht unwahrscheinlich, dass der vermehrte Ausstoß von Kohlenstoffdioxid eine solche Temperaturerhöhung in rund 100 Jahren zur Folge hat.