Os efeitos das alterações climáticas abrangem os impactos no ambiente físico, ecossistemas e sociedades humanas devido às alterações climáticas causadas pelos seres humanos. O impacto futuro das alterações climáticas depende de quanto as nações reduzem as emissões de gases de efeito estufa e se adaptem às alterações climáticas. Os efeitos que os cientistas previram no passado – perda de gelo marinho, subida acelerada do nível do mar e ondas de calor mais longas e intensas – estão a ocorrer agora. As alterações no clima não são uniformes em toda a Terra. Em particular, as áreas terrestres mudam mais rapidamente do que os oceanos, e as altas latitudes do norte mudam mais rapidamente do que os trópicos. O aquecimento global altera o clima regional através do derretimento do gelo, mudanças no ciclo hidrológico (como chuvas) e mudanças nas correntes dos oceanos.

As mudanças físicas incluem fenómenos meteorológicos extremos, recuo dos glaciares, subida do nível do mar, diminuição do gelo no oceano Ártico e mudanças no tempo de eventos sazonais (como a floração precoce da primavera). Desde 1970, o oceano absorveu mais de 90% do excesso de calor no sistema climático. Mesmo que a temperatura da superfície global se estabilize, o nível do mar continuará a subir e o oceano continuará a absorver o excesso de calor da atmosfera por muitos séculos. A absorção de dióxido de carbono da atmosfera está a levar à acidificação dos oceanos.

As alterações climáticas degradaram o solo ao elevar as temperaturas, secar os solos e aumentar o risco de incêndios florestais. O aquecimento recente afetou fortemente os sistemas biológicos naturais. Espécies em todo o mundo estão a migrar em direção aos pólos para áreas mais frias. Em terra, as espécies movem-se para altitudes mais altas, enquanto que as espécies marinhas encontram água mais fria em profundidades maiores. Entre 1% e 50% das espécies em terra foram avaliadas como estando em risco substancialmente maior de extinção devido às alterações climáticas. Recifes de corais e mariscos são vulneráveis à ameaça combinada de aquecimento e acidificação dos oceanos.

A segurança alimentar e o acesso à água doce estão em risco devido ao aumento das temperaturas. As alterações climáticas têm impactos profundos na saúde humana, diretamente por meio do stresse térmico e indiretamente por meio da disseminação de doenças infecciosas. A vulnerabilidade e a exposição dos seres humanos às alterações climáticas variam por setor económico e por país. Os países industrializados ricos, que mais emitiram CO₂, têm mais recursos e, portanto, são os menos vulneráveis ao aquecimento global. Os setores económicos que provavelmente serão afetados incluem agricultura, pesca, silvicultura, energia, seguros, serviços financeiros, turismo e recreação. Alguns grupos podem estar particularmente em risco das alterações climáticas, como os pobres, mulheres, crianças e povos indígenas. Eles também têm níveis muito mais baixos de capacidade disponível para lidar com as alterações ambientais. As alterações climáticas podem resultar em migração ambiental, especialmente em países em desenvolvimento, onde as pessoas dependem diretamente da terra para alimentação.