Modellenes fysiske realisme er testet ved å undersøke deres evne til å simulere dagens- eller tidligere tiders klima. Klimamodeller gir et godt samsvar med observasjoner av de globale temperaturendringer i forrige århundre, men simulerer ikke alle aspekter av klimaet. Ikke alle virkninger av global oppvarming er nøyaktig slik FNs klimapanel sine klimamodeller forutsier. Reduksjonen av isen i Arktis har vært raskere enn forutsett. Nedbør økte proporsjonalt med luftfuktigheten, og dermed betydelig raskere enn globale klimamodeller forutsier. Siden 1990 har havnivået også økt betydelig raskere enn modellene forutså ville skje.