تتوفر الآن شواهد كثيرة على مقدار تأثر الأنظمة البيئية، وحساسيتها، وتكيفها مع التغير المناخي، منها:

ارتفاع درجة الحرارة :

يؤثر ارتفاع  درجة الحرارة على النظم الطبيعية الفيزيائية والبيولوجية بطرق عدة منها:

- تقلص حجم البعات الجليدية في القطبين.

- تشكل شروخ في الغطاء الجليدي، وتخلخله وحدوث التجلد بشكل متأخر، وتحطم الجليد الذي يغطي الأنهار والبحيرات.

- إطالة فصل الإنبات عند خطوط العرض المتوسطة والعليا.

- انزياح تدريجي لأصناف حيوانية ونباتية شمالاً باتجاه القطب الشمالي في نصف الكرة الشمالي، وعلواً بالنسبة للمرتفعات الجبلية.

- تناقص في عدد أصناف عدد من النباتات والحيوانات.

- الإزهار المبكر للأشجار.

- ظهور مبكر للحشرات.

- وضع البيض من قبل الطيور في مواعيد مبكرة.

وقد سجل الترابط بين ارتفاع درجات الحرارة الإقليمية وهذه التغيرات في النظم الفيزيائية والبيولوجية في العديد من البيئات المائية والأرضية والبحرية. وقد وضعت مجموعة العمل الثانية WGII .. بناء على دراسة امتدت على مدى 20 عاماً، واستناداً لبحث مرجعي شمل النظم الفيزيائية والبيولوجية وتأثرها بارتفاع درجات الحرارة. وفي العديد من المناطق في العالم، فإن للتغيرات في الهطول تأثيرات هامة. ويوجد حالياً نقص في البيانات عن الارتباطات بين الهطول والنظم الفيزيائية والبيولوجية لمدة كافية من الزمن (عقدين أو أكثر). كما يسبب تغير استعمال الأراضي والتلوث ظواهر مشابهة لتلك الناجمة عن تغير الهطول.

الفيضانات والجفاف :

يؤثر تكرر الفيضانات ودورات الجفاف وشدتهما على النظم الاقتصادية والاجتماعية. وتتأثر هذه النظم أيضاً بعوامل اجتماعية واقتصادية أخرى، مثل الانزياح الديموغرافي، والتغير في استخدام الأراضي. ومن الصعب تحديد تأثير كل عامل منها على حدة بشكل كمي.

أنظمة طبيعية مهددة بالتغير المناخي :

هناك بعض النظم الطبيعية المهددة بالتغير المناخي بسبب عدم قدرتها على التكيف. ويمكن أن يتعرض بعض هذه النظم لأضرار كبيرة غير قابلة للإصلاح. وتشمل الأنظمة الطبيعية المهددة، القبعات الجليدية في القطبين، والحيد المرجاني، والمانغروف، والغابات الاستوائية، والنظم البيئية القطبية، والأراضي الرطبة، والبراري العشبية. وبينما يتكاثر بعض الأصناف النباتية والحيوانية هناك، إلا أن أصنافاً عديدة أخرى مهددة بالانقراض، وبالتالي يتناقص التنوع الحيوي فيها. ومن المؤكد أن الاتساع الجغرافي لهذا الضرر، وعدد النظم المتأثرة به، سيزداد مع زيادة شدة التغير المناخي وسرعته.

أنظمة بشرية حساسة ومهددة:

تتضمن الأنظمة البشرية الحساسة للتغير المناخي مصادر المياه والزراعة (وعلى الأخص الأمن الغذائي) والغابات والمناطق الساحلية والأنظمة البحرية (مصائد الأسماك) والمستوطنات البشرية والطاقة والصناعة وخدمات التأمين والتمويل والصحة العامة. ويختلف التهديد لهذه النظم بحسب الموقع الجغرافي، وعامل الزمن، والظروف الاقتصادية والاجتماعية والبيئية.

إن من أهم التأثيرات السلبية المتوقعة بحسب الدراسات والنماذج المناخية هي:

- انخفاض عام في مردود المحاصيل الزراعية في معظم المناطق الاستوائية والمدارية لمعظم درجات الحرارة المتنبأ بها.

- انخفاض عام (مع بعض الاختلافات) في مردود المحاصيل، في معظم المناطق عند خطوط العرض الوسطى والعليا، بسبب زيادة درجة الحرارة لأكثر من عدة درجات مئوية.

- نقص توفر المياه للسكان في عدد من المناطق الشحيحة بالمياه، وعلى الأخص في المناطق المدارية.

- زيادة عدد البشر المعرضين لأمراض محمولة بالحشرات  مثل (الملاريا) وتلك المحمولة بالماء مثل (الكوليرا) وزيادة الوفيات الناجمة عن موجات الحر.

- زيادة خطر الفيضانات على العديد من المستوطنات البشرية (عشرات الملايين في المناطق المدروسة) من جراء زيادة هطول الأمطار، وارتفاع مستوى سطح البحر.

- زيادة الطلب على الطاقة للتكييف صيفاً بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

أما التأثيرات الإيجابية المتوقعة للتغير المناخي فهي:

- زيادة مردود المحاصيل في بعض المناطق عند خطوط العرض الوسطى بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

- زيادة المردود من خشب الغابات في بعض الغابات التي تدار بشكل جيد بسبب ارتفاع درجات الحرارة وزيادة تركيز ثنائي أكسيد الكربون.

- زيادة توفر المياه للسكان في بعض المناطق التي يتوقع زيادة الهطول فيها مثل جنوب شرق آسيا.

- تناقص عدد الوفيات في المناطق عند خطوط العرض الوسطى والعليا بسبب ارتفاع درجات الحرارة شتاءً.

- تناقص الطلب على الطاقة للتكييف شتاءً بسبب ارتفاع درجات الحرارة في المناطق عند خطوط العرض الوسطى والعليا.