با آغاز انقلاب صنعتی در دهه ۱۸۵۰ میلادی و شتابگیری آن تاکنون مصرف سوختهای فسیلی توسط بشر موجب بالا رفتن سطح «دی‌اکسید کربن» طی دوران جدید، بالا رفتن سطوح دی اکسید کربن به عنوان عامل اصلی محسوب می‌شود که موجب گرم شدن جهان شده است. تغییر اقلیم به تغییر طولانی مدت دما و الگوهای معمولی آب و هوا در یک منطقه خاص یا در سطح کره زمین اشاره دارد. در طول تاریخ زمین، آب و هوا به طور مداوم و با یک روند آهسته طی صدها و هزاران سال تغییر کرده اما تغییرات اقلیمی اکنون تحت تاثیر فعالیت‌های انسانی با سرعت بسیار بیشتری در حال وقوع است.
تغییرات آب و هوایی می‌تواند پیش‌بینی الگوهای آب و هوا را دشوار و غیر ممکن کند و این الگوهای آب و هوایی غیر منتظره می‌تواند نگهداری و پرورش محصولات را در مناطقی که به کشاورزی متکی هستند با مشکل روبه‌رو کند چراکه دیگر نمی‌توان به دمای مورد انتظار و میزان بارندگی اعتماد کرد.
تغییرات آب و هوایی همچنین با سایر حوادث آب و هوایی مخرب مانند طوفان های مکرر و شدیدتر، سیل، باران و طوفان‌های زمستانی همراه است. هرچند تغییر در آب و هوا و گرم شدن زمین ممکن است به عنوان بخشی از فرایندهای طبیعی و درپی نوسانات شدت نور خورشید، انحراف در مسیر حرکت زمین و فعالیت‌های آتشفشانی ایجاد شود اما اقلیم پس از انقلاب صنعتی و افزایش مصرف سوختهای فسیلی به طرز فزاینده‌ای تحت تاثیر فعالیت‌های انسانی قرار گرفته است. علت تغییرات آب و هوایی فعلی عمدتا فعالیت‌های بشری مانند سوزاندن سوختهای فسیلی، مانند گاز طبیعی، نفت و زغال سنگ است که باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو زمین می شود. این گازها گرمای تابش خورشید را در داخل اتمسفر به دام می اندازند و باعث افزایش متوسط دمای زمین می‌شوند. این افزایش دمای کره زمین را «گرمایش جهانی» می‌نامند.
توجه کشورهای جهان به تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی از سال ۱۳۷۱ و درپی پیمان‌نامه سازمان ملل درباره تغییرات اقلیمی که هدف آن پایدارسازی مقدار گازهای گلخانه‌ای در جو زمین برای جلوگیری از مشکلات آتی آب‌وهوایی در جهان است بیش از پیش مورد توجه جدی قرار گرفت. توافقنامه پاریس در سال ۱۳۹۴ با شرکت ۱۷۴ کشور جهان و اتحادیه اروپا و در چارچوب کنوانسیون تغییر اقلیم سازمان ملل متحد مصوب شد. هدف از انعقاد توافقنامه پاریس کنترل تغییرات آب و هوایی با کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای توسط کشورها و جلوگیری از افزایش دمای کره زمین بیش از ۲ درجه سانتیگراد و تلاش برای محدود کردن آن تا ۱.۵ درجه سانتیگراد است. اکنون ۱۹۷ کشور دنیا از جمله ایران عضو این معاهده‌های بین‌المللی هستند.
کارشناسان مطالعات جوی در گزارشی که به تازگی منتشر شده هشدار داده‌اند که درصورتیکه رهبران جهان در دستیابی به توافق برای کاهش قابل توجه انتشار گازهای گلخانه‌ای تا سال ۲۰۳۰ ناکام بمانند، ۱۰ میلیون نفر بر اثر "افزایش شدید دما" جان خود را از دست خواهند داد. همچنین محققان نیز تاکید می‌کنند که در این شرایط ممکن است تولید محصولات کشاورزی تا سال ۲۰۵۰ حدود ۳۰ درصد کاهش یابد و این درحالیست که میزان مواد غذایی مورد نیاز جمعیت در حال گسترش ۵۰ درصد افزایش می‌یابد.
توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر همواره به‌عنوان یکی از راهکارهای مقابله با انتشار گازهای گلخانه‌های و در نتیجه تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی مطرح است. بسیاری از کشورهای توسعه یافته اقدامات بلند مدتی را برای کاهش ۴۰ تا ۵۰ درصد انتشار گازهای گلخانه‌ای تا سال ۲۰۳۰ آغاز کرده‌اند. این در حالیست که ایران رتبه ششم انتشار گازهای گلخانه‌ای از بخش انرژی را در جهان دارد و برخی کارشناسان معتقدند که اقدامات کشورمان در این حوزه ناکافی بوده است.