Le secteur aérien est responsable d’émissions de CO₂ conséquentes et croissantes, mais l’aviation a aussi des effets hors CO₂ sur le climat, du fait de l’émission à haute altitude d’oxydes d’azote, de vapeur d’eau et de particules fines. Ces effets hors CO₂ sont inexistants, ou très faibles, pour les autres modes de transport.
Une étude scientifique récente (Lee&all, septembre 2020) indique que, pour avoir le poids total du transport aérien dans le réchauffement climatique, il faudrait multiplier par un facteur 3 les seules émissions de CO₂,et estime  ainsi que le transport aérien a contribué à date à hauteur de 3,5% au réchauffement climatique total dû à l’activité humaine (c’est sa contribution “historique”).
Le secteur aérien est particulièrement problématique du fait de la croissance projetée du trafic et aussi parce que ce mode de transport particulièrement polluant bénéficie en priorité à une minorité de personnes (aisées) sur Terre : en effet, 1% des habitants sont responsables de 50% des émissions du secteur.
Le rapport de Supaéro Décarbo et du Shift Project rappelle également que la consommation de pétrole engendrée par le transport aérien est très supérieure à n’importe quel autre mode de transport (rapportée au passager et au temps de déplacement). A l’échelle individuelle,  un long courrier aller-retour émet entre 1 et 5 tonnes équivalent CO₂ par passager selon la destination. L’empreinte carbone d'un·e Français·e aujourd'hui est de 10 tonnes équivalent CO₂ (Carbone 4), et nous devrions arriver autour de 3 tonnes équivalent CO₂ à horizon 2030 pour limiter le réchauffement climatique à 1,5°C selon le dernier rapport sur le climat du Programme des Nations Unies pour l’Environnement. S’envoler régulièrement pour des destinations lointaines est donc incompatible avec un mode de vie bas-carbone. Par conséquent, pour les personnes qui volent régulièrement, diminuer sensiblement son recours à l'avion est l’une des actions individuelles les plus efficaces pour limiter son empreinte carbone.
Par ailleurs, la contribution actuelle de l’aviation au réchauffement dû à l’activité humaine est probablement encore supérieure du fait notamment de l’augmentation progressive du trafic aérien et de son accélération au cours des dernières décennies (cette contribution est estimée à 5,9% par Stay Grounded pour 2018). Les rythmes de croissance projetés du trafic aérien qui nous mènent littéralement dans le mur d’un point de vue climatique sont très inquiétants.