Nel corso della percorso climatico terrestre si sono verificati cambiamenti che hanno portato il pianeta ad attraversare diverse ere glaciali alternate da ere più calde: cambiamenti legati all'andamento dell'attività solare e di quella eruttiva (per emissione di CO2) che, duecento mila anni fa, hanno permesso all'uomo di passare lo stretto di Bering, la colonizzazione dell'Australia o della Groenlandia (anche se il fattore solare non è considerato un contributo importante per la variabilità climatica perché il Sole è una stella di tipo G in fase di sequenza principale, quindi molto stabile). Quello che invece varia, a differenza dell'attività solare (che rimane praticamente invariata nel corso dei millenni) è l'orbita terrestre che provoca un oscillamento periodico causato dalla precessione degli equinozi, dell'eccentricità orbitale e dell'obliquità dell'orbita e inclinazione dell'asse terrestre. 

Negli anni 50 e 60 è stato condotto uno studio sui sedimenti oceanici , in cui si definirono non meno di 32 cicli freddo-caldo durante gli ultimi 2.5 milioni di anni. Attualmente la Terra sta uscendo da un periodo freddo (detto "Piccola glaciazione") durato dal 1550 al 1800, che ha seguito un periodo più caldo (tra il 1100 e il 1400). Tuttavia la maggior parte del riscaldamento riscontrato nel corso degli ultimi 50 anni è attribuibile alle attività umane. 

Dalla fine del XVII secolo l'uomo iniziò a utilizzare i combustibili fossili (petrolio, gas naturali, etc.) accumulati dalla terra nel corso della storia, provocando un aumento di CO2 nell'atmosfera con un conseguente aumento della temperatura (che si prevede di 1°C nel 2020 e di 2ºC entro il 2050). Gli ultimi anni del XX secolo sono stati caratterizzati dalle temperature medie, che sono state le più alte del secolo. Il ruolo dell'uomo nel riscaldamento globale è ancora imesso in dubbio da molti scienziati "scettici", tra cui il premio Nobel Kary Mullis e l'italiano Antonino Zichichi, che affermano l'impossibilità di stabilire una relazione lineare tra l'aumento di CO2 e riscaldamento globale, imputando come principali cause la variazione dell'attività solare e l'effetto dei raggi cosmici.

Nel 1896 lo scienziato svedese Svante arrhenius Svante Arrhenius, fu il primo a sostenere che l'uso di combustibile fossile avrebbe potuto provocare un aumento del riscaldamento globale, e lo dimostrò attraverso una relazione fra la concentrazione di anidride carbonica e la temperatura atmosferica. 

Uno studio condotto da ricercatori dell'istituto di Fisica dell'Università di Berna, e dell'European Project for Ice Coring in Antarctica, mostra che i dati raccolti nei ghiacci dell'Antartide rivelano come le concentrazioni di anidride carbonica siano di gran lunga superiori a qualsiasi altro periodo negli ultimi 650.000 anni. 

Tra i possibili effetti di tali mutamenti climatici si prevede ci possa essere un aumento del livello del mare in alcune aree del pianeta, principalmente nelle zone con minori tassi di evaporazione, causato dall'espansione termica e dello scioglimento dei ghiacci continentali e montani, che a sua volta causerebbe la diminuzione della salinità dell'Oceano Atlandico, bloccando la corrente del golfo con conseguente raffreddamento del continente europeo ed un inzio di una nuova era glaciale in questa parte del pianeta. 

Il graduale incremento dei dati scientifici disponibili sul riscaldamento globale ha alimentato, a partire dagli anni settanta, un crescente dibattito politico che ha poi iniziato a considerare tra le sue priorità anche il contenimento delle emissioni dei gas serra e l'utilizzo di fonti energetiche alternative e rinnovabili. L'11 dicembre del 1997, in occasione della Conferenza COP3 della UNFCC, fu sottoscritto il protocollo di Kyoto: un trattato internazionale riguardante il riscaldamento globale sottoscritto da più di 160 paesi ed entrato in vigore il 16 febbraio 2005.

Per controllare le emissioni inquinanre di gas serra a livello internazionale è nato il cosìdetto "Emissions traiding (Il mercato delle emissioni) che è uno strumento amministrativo atto a regolare tali emissioni attraverso la quotazione monetaria delle stesse ed il commercio delle relative quote di emissione tra stati diversi. 

La direttiva 2003/87/CE prevede che, dal 1º gennaio 2005, nessun impianto che ricada nel campo di applicazione della stessa direttiva (settore energia, industria siderurgica, dei prodotti minerali, ceramica e della carta), possa emettere gas a effetto serra, ossia possa continuare ad operare senza un'apposita autorizzazione. La prima fase prevedeva che entro il 28 febbraio 2005, a tutti gli impianti che sono coinvolti nella direttiva, fossero rilasciate quote di emissione di CO2 per consentire loro di partecipare al mercato di scambio comunitario. 

La direttiva parte dal presupposto che lo scambio di diritti di emissione costituisce uno strumento efficiente delle politiche ambientali e, attraverso lo scambio di quote di emissioni, le riduzioni di emissioni avranno luogo su tutta la comunità. Ogni gestore che non restitutisca un numero di quote di emissioni sufficienti a coprire le emissioni emesse durante l'anno precedente, sarà obbligato a pagare un'ammenda per le emissioni in eccesso (pari a 100 euro per tonnellata invece dei 40 del triennio 2005-07). 

Nel 2007 il premio Nobel per la pace è stato assegnato al Comitato intergovernativo sul cambiamento climatico e ad Al Gore, cil quale ha partecipato anche alla realizzazione di un film documentario riguardante il problema del riscaldamento globale: "una scomoda verità" ("An Inconvenient Truth"), che ha suscitato interesse in molte parti del mondo e ha fatto si che la consapevolezza del riscaldamento globale come problema da risolvere crescesse ulteriormente in maniera internazionale, spingendo sempre più persone a chiedere maggiori azioni da parte dei governi per salvaguardare il clima. 

Sia Gore che la Paramount Classics (distributrice del film), si sono impegnati a continuare in futuro con la realizzazione e la diffusione di altri documentari per la campagna di sensibilizzazione sul riscaldamento globale. Al Gore ha affermato che devolverà il 100% dei profitti del libro e del film ad una campagna di sensibilizzazione sul riscaldamento globale e ai problemi ambientali, mentre la Paramount Pictures si è impegnata a devolvere il 5% degli incassi dei propri cinema al gruppo indipendente Alliance for Climate Protection, per la sensibilizzazione attorno alle problematiche ambientali e al riscaldamento globale. 

Nonostante l'evidente successo confermato anche da due oscar ricevuti, non sono mancate critiche sulla sua attendibilità scientifica e sulla reale fondatezza di previsioni, definite eccessivamente catastrofistiche, e alcuni leaders politici sono poco desiderosi di accogliere la tematica del film come una necessità reale. Le basi scientifiche su cui lo studio e la presentazione di Gore si fondano (cioè che il riscaldamento globale è un fenomeno reale e grave, e dovuto in massima parte alle attività umane) sono realmente confermate da molteplici ricerche. Attraverso una presentazione diffusa in tutto il mondo, Gore riesamina la posizione degli scienziati, discute le implicazioni politiche ed economiche della catastrofe, e illustra le probabili conseguenze del riscaldamento del pianeta se non si interverrà immediatamente, ma soprattutto a livello globale, per ridurre le emissioni di gas serra, prendendo l'uragano Katrina come esempio di ciò cui stiamo andando in contro se la società continuerà di questo passo. 

Il film integra anche scene in cui vengono confutate le tesi di coloro che sostengono che il riscaldamento globale sia soltanto una falsa minaccia; per esempio, Gore discute dei rischi che comporterebbe lo scioglimento dei ghiacci Antartici e della Groenlandia, come l'innalzamento delle acque oceaniche di circa 6 metri, che costringerebbe oltre 100 milioni di persone ad abbandonare la propria terra. I ghiacci sciolti della Groenlandia, a causa della loro minore salinità, potrebbero interrompere la Corrente del Golfo e scatenare un drammatico calo delle temperature in tutto il nord Europa. Nell'intento di spiegare il fenomeno del riscaldamento globale, il film mostra le variazioni di temperatura e dei livelli di CO2 nell'atmosfera negli ultimi 600.000 anni. 

Il documentario si conclude con Gore che osserva come gli effetti tragici del riscaldamento globale possano essere scongiurati attraverso una cooperazione a livello globale, e una serie di comportamenti dei singoli individui, per ridurre le emissioni di anidride carbonica nell'atmosfera, ed invita tutti gli spettatori del documentario ad agire, con una serie di abitudini che possono aiutare a combattere il problema.