Wie hoch die Erderwärmung ist, wird anhand der Oberflächentemperatur bestimmt. Dazu misst man die Temperatur des Bodens im Freien im Schatten an vielen Orten der Erde und bildet dann die Durchschnittstemperatur. Heutzutage geschieht das an Land mithilfe von automatisierten Messstationen.
Früher wurde die Messung noch händisch vorgenommen, was dazu führt, dass die damaligen Ergebnisse nur schwer mit den Heutigen zu vergleichen sind. Auch zu bedenken bei den Messungen sind die Standorte der Messstationen. Sind sie in der Stadt, messen sie tendenziell wärmere Temperaturen als auf dem Land. Aufgrund der vielen Einflussfaktoren sind die Temperaturen auf der Erde immer nur eine Schätzung. Die Temperatur der Meere bestimmen Schiffe und Bojen.