Los cambios climáticos se producen debido a factores internos y externos. Los factores internos son aquellos asociados con la complejidad derivada del hecho de que los sistemas climáticos son no lineales de los sistemas caóticos. Los factores externos pueden ser naturales o antropogénicos (provocados por el hombre).
El principal factor externo es la variabilidad natural de la radiación solar, que depende de los ciclos solares y el hecho de que la temperatura interna del Sol viene en aumento.Los factores antropogénicos son aquellos de acción humana que desembocan en el efecto invernadero, el principal de los cuales es la emisión de sulfato que sube a la estratosfera, causando el agotamiento de la capa de ozono.Los científicos coinciden en que los factores naturales internos y externos pueden causar cambios significativos en el clima. En el último milenio dos grandes períodos de cambio de temperatura producido: un período de calentamiento conocido como el Período Cálido Medieval y un frío conocido como la Pequeña Edad de Hielo.
La variación de la temperatura de estos periodos tiene una magnitud similar a la del calentamiento actual y cree que fue causada por factores internos y externos. La Pequeña Edad de Hielo se atribuye a la reducción de la actividad solar y algunos científicos están de acuerdo que el calentamiento global observado desde 1860 es un cambio natural de la Pequeña Edad de Hielo.
Sin embargo grandes cantidades de gases han sido emitidos a la atmósfera desde que la Revolución Industrial comenzó, en 1750 con las emisiones de dióxido de carbono que aumentaron en un 31%, 151% de metano y el óxido de nitrógeno en un 17% y 36% del ozono troposférico. La mayoría de estos gases son producidos por la quema de combustibles fósiles. Los científicos creen que la reducción de áreas de bosques tropicales han contribuido, así como los bosques antiguos, para aumentar el carbono afectando al medio ambiente.
No obstantes, nuevos bosques en los Estados Unidos y Rusia permitan ayudar a absorber el dióxido de carbono, y desde 1990 la cantidad de carbono absorbido es mayor que la cantidad liberada de la deforestación. No todo el dióxido de carbono emitido a la atmósfera se acumula allí, la mitad es absorbido por los océanos y los bosques.
La importancia real de cada problema propuesto sólo puede ser establecido por la cuantificación exacta de cada factor implicado. Factores internos y externos pueden ser cuantificadas por las simulaciones basadas en los mejores modelos climáticos.