全球暖化的證據來自多項複雜而獨立的氣候指標，包括全球平均氣溫上升、全球海洋變暖、全球平均海平面上升、全球多處冰河與冰山面積縮減、全球大氣水氣含量的增加等等，這些指標的來源是對氣候系統的許多要素廣泛測量的結果，其中以溫度的觀測資料最長最密也最準。

• 1. 全球平均氣溫上升：在氣候變化中，全球平均表面溫度升高是眾所周知的指標，自1900年起全球表面溫度已大大升高了。
  2. 全球海洋變暖：陸地溫度變暖與觀測到的海洋溫度變暖趨勢是密切一致的。
  3. 全球平均海平面上升：隨著海洋變暖，海水本身也會膨脹。這種膨脹也是過去一個世紀觀測到的海平面上升的主要因素之一。陸地上冰河和冰蓋的融水注入大海也致使海平面上升。
  4. 全球多處冰河與冰山面積縮減：全球冰河的冰量每年都在下降，而且已經持續了20多年，消融的冰量是海平面上升的部分原因。積雪對於溫度變化非常敏感，尤其是在春季冰雪消融之時。從上世紀50年代起，整個北半球的春季積雪開始退縮，而自從有了衛星紀錄之後，更觀測到北極海冰的嚴重消融，尤其是在最小覆冰期，即每年融冰季節結束之際的9月，北極海冰覆蓋面積的減小趨勢更加明顯。
  5. 全球大氣水氣含量的增加：這個逐漸變暖的世界也是個逐漸潮濕的世界，因為溫暖的空氣可以保存更多水汽。全球性分析顯示，在陸地上和海洋上的大氣水汽含量都在增加。

這些指標和不同的研究團體根據不同的資料集得到的分析結果都得出了相同的結論：從深海到對流層頂部都在變暖，陸地上的冰雪覆蓋面積在減小，海平面在上升等等，這些證據確切地表明：從19世紀後期起，全球已經開始變暖

與全球變暖趨勢一致的氣候指標（箭頭方向表示變化的符號）

< 圖片來源：政府間氣候變遷委員會第1工作組第5次評估報告常見問題第2.1題圖1 >