Det er utviklet avanserte simuleringsmodeller for å beregne jordens klimafølsomhet. Disse tar hensyn til en svært stor mengde parametre og sammenhenger mellom disse. Spesielt er det utfordrende å lage modeller for skydannelse, da skyer og vanndamp i atmosfæren har spesielt stor betydning for jordens klima, men er vanskelige å modellere. Også langtidsvirkninger av redusert utbredelse av is og snø i Arktis og Antarktis er eksempel på usikkerhetsfaktorer, fordi mye is reflekterer sollys mens reduksjon fører til absorpsjon og oppvarming. Imidlertid er det også gjort en rekke andre tilnærmelser for å beregne jordens klimafølsomhet ut fra observasjoner og enkle regnestykker. En annen tilnærming er å teste om klimamodellene kan etterligne historiske klimaendringer, for eksempel de siste års endringer eller utviklingen mange tusen år tilbake.