Para saintis menggunakan model komputer dari suhu, pola presipitasi serta kitaran atmosfera untuk mempelajari pemanasan global. Berdasarkan model tersebut, para saintis telah membuat beberapa prakiraan mengenai kesan pemanasan global terhadap cuaca, tinggi permukaan air laut, pantai, pertanian, kehidupan haiwan liar dan kesihatan manusia.

Terjejasnya kestabilan iklim

Para saintis memperkirakan bahawa selama pemanasan global, kawasan bahagian Utara dari belahan Bumi utara (Northern Hemisphere) akan memanas lebih dari kawasan-kawasan lain di Bumi. Akibatnya, aisberg akan mencair dan daratan akan mengecil. Akan lebih sedikit ais yang terapung di perairan Utara tersebut. Daerah-kawasan yang sebelumnya mengalami salju ringan, mungkin tidak akan mengalaminya lagi. Pada pegunungan di kawasan subtropis, bahagian yang ditutupi salju akan semakin sedikit serta akan lebih cepat mencair. Musim tanam akan lebih panjang di beberapa kawasan. Suhu pada musim dingin dan malam hari akan cenderung untuk meningkat.

Daerah yang hangat akan menjadi lebih lembap kerana lebih banyak air yang menguap dari lautan. Para saintis belum begitu yakin apakah kelembapan tersebut malah akan meningkatkan atau menurunkan pemanasan yang lebih jauh lagi. Hal ini disebabkan kerana wap air merupakan gas rumah kaca, sehingga keberadaannya akan meningkatkan kesan insulasi pada atmosfera. Akan tetapi, wap air yang lebih banyak juga akan membentuk awan yang lebih banyak, sehingga akan memantulkan cahaya Matahari kembali ke angkasa luar, di mana hal ini akan menurunkan proses pemanasan (lihat kitaran air). Kelembapan yang tinggi akan meningkatkan curah hujan, secara rata-rata, sekitar 1 peratus untuk setiap darjah Fahrenheit pemanasan. Curah hujan di seluruh dunia telah meningkat sebesar 1 peratus dalam seratus tahun terakhir ini[21]. Badai akan menjadi lebih sering. Selain itu, air akan lebih cepat menguap dari tanah. Akibatnya beberapa kawasan akan menjadi lebih kering dari sebelumnya. Angin akan bertiup lebih kencang dan mungkin dengan pola yang berbeda. Topan badai (hurricane) yang memperoleh kekuatannya dari penguapan air, akan menjadi lebih besar. Berlawanan dengan pemanasan yang terjadi, beberapa tempoh yang sangat dingin mungkin akan terjadi. Pola cuaca menjadi tidak terprediksi dan lebih ekstrem.

Peningkatan permukaan laut

ka|jmpl|250x250px| Perubahan tinggi rata-rata muka laut diukur dari kawasan dengan lingkungan yang stabil secara geologi. Ketika atmosfera menghangat, lapisan permukaan lautan juga akan menghangat, sehingga volumenya akan membesar dan menaikkan tinggi permukaan laut. Pemanasan juga akan mencairkan banyak ais di kutub, terutama sekitar Greenland, yang lebih memperbanyak volume air di laut. Tinggi muka laut di seluruh dunia telah meningkat 10 – 25 cm (4 - 10 inci) selama abad ke-20, dan para saintis IPCC memprediksi peningkatan lebih lanjut 9 – 88 cm (4 - 35 inci) pada abad ke-21.

Perubahan tinggi muka laut akan sangat memengaruhi kehidupan di kawasan pantai. Kenaikan 100 cm (40 inchi) akan menenggelamkan 6 peratus kawasan Belanda, 17,5 peratus kawasan Bangladesh, dan banyak pulau-pulau. Hakisan terhadap muka bumi seperti tebing, pantai, dan bukit pasir akan meningkat. Ketika tinggi paras lautan mencapai muara sungai, banjir akibat air pasang akan meningkat di daratan. Negara-negara kaya akan menghabiskan dana yang sangat besar untuk melindungi kawasan pantainya, sedangkan negara-negara miskin mungkin hanya dapat melakukan peimdahan besarbesaran dari kawasan pantai.

Bahkan sedikit kenaikan tinggi muka laut akan sangat memengaruhi ekosistem pantai. Kenaikan 50 cm (20 inchi) akan menenggelamkan separuh dari rawa-rawa pantai Amerika Syarikat. Rawa-rawa baru juga akan terbentuk, tetapi tidak di kawasan perkotaan dan kawasan yang sudah dibangun. Kenaikan muka laut ini akan menutupi sebahagian besar dari Everglades, Florida.

Kecenderungan menaik suhu global

Orang mungkin beranggapan bahawa Bumi yang hangat akan menghasilkan lebih banyak makanan dari sebelumnya, tetapi hal ini sebenarnya tidak sama di beberapa tempat. Bagian selatan Kanada, sebagai contoh, mungkin akan mendapat keuntungan dari lebih tingginya curah hujan dan lebih lamanya masa tanam. Di lain pihak, ladang pertanian tropik separa kering di beberapa bahagian Afrika mungkin tidak dapat tumbuh. Daerah pertanian gurun yang menggunakan air irigasi dari gunung-gunung yang jauh dapat menderita jika snowpack (kumpulan salju) musim dingin, yang berfungsi sebagai reservoir alami, akan mencair sebelum puncak bulan-bulan masa tanam. Tanaman pangan dan hutan dapat mengalami serangan serangga dan penyakit yang lebih hebat.

Gangguan ekologi

Haiwan dan tumbuhan menjadi makhluk hidup yang sulit menghindar dari kesan pemanasan ini kerana sebahagian besar ladang telah dikuasai manusia. Dalam pemanasan global, haiwan cenderung untuk bermigrasi ke arah kutub atau ke atas pegunungan. Tumbuhan akan mengubah arah pertumbuhannya, mencari kawasan baru kerana habitat lamanya menjadi terlalu hangat. Akan tetapi, pembangunan manusia akan menghalangi perpindahan ini. Spesies-spesies yang bermigrasi ke utara atau selatan yang dihalangi pembangunan manusia seperti petempatan kota atau pengerjaan -ladang pertanian mungkin akan mati. Beberapa tipe spesies yang tidak mampu secara cepat berpindah menuju kutub mungkin juga akan terjejas teruk sehingga boleh pupus sepenuhnya.

Aspek sosial dan politik

Perubahan cuaca dan lautan dapat mengakibatkan munculnya penyakit-penyakit yang berhubungan dengan panas (heat stroke) dan kematian. Temperatur yang panas juga dapat menyebabkan gagal panen sehingga akan muncul kelaparan dan malagizi. Perubahan cuaca yang ekstrem dan peningkatan permukaan air laut akibat mencairnya ais di kutub utara dapat menyebabkan penyakit-penyakit yang berhubungan dengan bencana alam (banjir, badai dan kebakaran) dan kematian akibat trauma. Timbulnya bencana alam biasanya disertai dengan perpindahan penduduk ke tempat-tempat pengungsian dimana sering muncul penyakit, seperti: diarea, malagizi, defisiensi mikronutrien, trauma psikologis, penyakit kulit, dan lain-lain.

Pergeseran ekosistem dapat memberi dampak pada penyebaran penyakit melalui air (waterborne diseases) mahupun penyebaran penyakit melalui vektor (vector-borne diseases). Seperti meningkatnya kejadian demam berdarah kerana munculnya ruang (ekosistem) baru untuk nyamuk ini berkembang biak. Dengan adanya perubahan iklim ini maka ada beberapa spesies vektor penyakit (eq aedes aegypti), virus, bakteri, plasmodium menjadi lebih resisten terhadap obat tertentu yang menyasarkan organisme tersebut. Selain itu bisa diprediksi kan bahawa ada beberapa spesies yang secara alamiah akan terseleksi ataupun punah dikarenakan perbuhan ekosistem yang ekstreem ini. hal ini juga akan berdampak perubahan iklim (climate change) yang bisa berdampak kepada peningkatan kasus penyakit tertentu seperti ISPA (kemarau panjang/kebakaran hutan, DBD Kaitan dengan musim hujan tidak menentu)

Gradasi Lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran limbah pada sungai juga berkontribusi pada waterborne diseases dan vector-borne disease. Ditambah pula dengan pencemaran udara hasil pelepasan gas-gas pabrik yang tidak terkontrol selanjutnya akan berkontribusi terhadap penyakit-penyakit saluran pernapasan seperti asma, alergi, coccidioidomycosis, penyakit jantung dan paru kronis, dan lain-lain.