ある要因が気候を変化させ、その変化が要因の影響を増幅する場合、気候には正のフィードバックを起こすメカニズムが備わっていると考える。逆に減衰する場合には負のフィードバックが備わっている。温度上昇による放射エネルギーの増加という強力な負のフィードバックが存在するため、仮に地球温暖化が進行しても、正のフィードバックが暴走する可能性は低いものと考えられている
ただし、永久凍土からの二酸化炭素放出など、現時点では不明な点が多い正のフィードバック機構も存在する。
正のフィードバック効果の例としては、次のようなものがあげられる。
負のフィードバック効果の一つに、大気から二酸化炭素を吸収する地表や海洋や生物圏などの自然の貯蔵庫の存在がある。このレベルのフィードバック効果の存在からは、大気中に排出される二酸化炭素は人類起源のもののみと単純に予想されがちであるが、気温の変化と大気中の二酸化炭素レベルとの関係については説明が難しい。例えば、気温の上昇により土壌の炭素が減少したり、気候の変化が熱帯雨林を減少させたりする可能性があるため、負とは断定できず、正に働く可能性も考えられている。生物の負のフィードバック作用については生物ポンプ仮説が知られている。
外部因子.
自然起源の因子.
過去の気候変動において内部因子が重要な役割を果たしたのと同様、自然起源の外部因子も重要であるのは明らかである。
火山噴火の例では、大量の二酸化炭素（後述）や二酸化硫黄が放出される。大量の二酸化硫黄が火山噴出物のダストとともに成層圏に達した場合、数年間にわたり硫酸エアロゾルを生成し、地表の日射量を減少させる。このことで短期的な「夏のない年」が発生し飢饉などを招いてきた歴史がある。
太陽放射量の変化.
二酸化炭素.
二酸化炭素は温室効果ガスの中で、現在最も影響が大きい物質である。
三畳紀末期の二酸化炭素の濃度については、大規模な火山活動（造山運動）の影響を指摘する有識者も存在する。このように二酸化炭素濃度が低くなってから、それに適応する形で人類が誕生したと考えられる（顕生代の大気中の二酸化炭素量と平均気温のグラフも参照）。
自然起源による変化の例.
人類活動に起因する要因.
人為的温室効果ガス.
家畜のメタンガス.
諸要因の相対的な重要性に対する評価.