En geologisk endring som følge av menneskelig aktivitet er økte nivåer av atmosfærisk karbondioksid (CO). I løpet av istidssyklusene den siste millionen av år har naturlige prosesser ført til variasjon av CO-innholdet i atmosfæren med omtrent 100 ppm (variasjon mellom 180 ppm og 280 ppm). I 2013 har de menneskeskapte nettoutslippene av CO ført til økning av konsentrasjon med en tilsvarende mengde: Fra 280 ppm (holocen eller preindustriell «likevekt») til over 400 ppm, med en stadig økende trend. Denne endringen av jordens klimasystem er signifikant fordi det skjer mye raskere, og i større grad enn ved tidligere lignende endringer. Mesteparten av denne økningen skyldes bruk av fossilt brensel som kull, olje og gass, og i en viss grad også sementproduksjon og endringer i arealbruk (for eksempel avskoging).