Det finnes en rekke tilbakekoblingmekanismer i klimasystemet, slik som vanndamp, endringer av isens albedoeffekt (utbredelse av snø- og isdekket påvirker hvor mye jordoverflaten absorberer og reflekterer av innkommende sollys), skyer, og endringer i jordens karbonkretsløp (for eksempel frigjøring av karbon fra jordsmonnet). Den største negative tilbakekoblingen er energien som jordens overflate utstråler i verdensrommet som infrarød stråling. I henhold til Stefan-Boltzmanns lov vil en dobling av den absolutte temperatur (målt i kelvin), føre til at utstrålt energi øker med en faktor på 16 (fra 2. til 4. potens).