Temperatur menes at have været relativt stabilt i de et eller to tusinde år før 1850 med regionalt varierende udsving såsom middelalderlige Varmeperiode og Den Lille Istid.
Skøn fra NASAs Goddard Institute for Space Studies (GISS) og National Climatic Data Center viser, at 2005 var det varmeste år, siden pålidelige, udbredte instrumentelle målinger blev tilgængelig i slutningen af 1800-tallet, der overstiger den tidligere rekord sat i 1998 af nogle få hundrededele af en grad.
Skøn udarbejdet af Den Meteorologiske Verdensorganisation og Climatic Research Unit viser 2005 som det andet varmeste år, bag 1998. Temperaturerne i 1998 usædvanlig varm, fordi den stærkeste El Nino i det sidste århundrede opstod i løbet af dette år. Globale temperatur er underlagt kortsigtede udsving, der overlejrer langsigtede tendenser og kan midlertidigt maskere dem. Den relative stabilitet i temperatur 2002-2009 er i overensstemmelse med en sådan episode.
Temperaturændringer variere over hele kloden.
Siden 1979 har temperaturer jord steget omkring dobbelt så hurtigt som havtemperaturer (0,25 ° C pr tiår mod 0,13 ° C pr tiår). Havtemperaturer øger langsommere end jord temperaturer på grund af den større effektiv varmekapacitet af havene, og fordi havet taber mere varme ved fordampning. Den nordlige halvkugle varmer hurtigere end den sydlige halvkugle, fordi den har mere jord, og fordi det har store områder af årstidens sne og hav-isdække underlagt is-albedo feedback.
Selvom flere drivhusgasser udledes i den nordlige end sydlige halvkugle dette ikke bidrager til forskellen i opvarmning, fordi de store drivhusgasser fortsætter længe nok til at blande mellem halvkugler.
Termiske træghed oceanerne og langsomme reaktioner andre indirekte virkninger betyder, at klimaet kan tage århundreder eller længere tid at tilpasse sig ændringer tvinge.
Klimaforpligtelse undersøgelser viser, at selv om drivhusgasser blev stabiliseret på 2000-niveauet, en yd