Habiendo descrito de manera general lo que es un cambio climático, podríamos ahondar sobre el cambio climático actual, en el que algunas de sus características no son inusuales, pero otras sí lo son. Para comparar el cambio climático actual con los anteriores, es importante hacer tres diferenciaciones:

• Definir la variable que se compara. Las concentraciones de gases de efecto invernadero o la temperatura; y definir si se compara el valor absoluto o su tasa de variación.
• Discriminar entre cambios locales y cambios mundiales. Los cambios climáticos locales son a menudo mayores que los mundiales pues los factores locales pueden cambiar el traslado de calor o humedad de un lugar a otro. Los cambios en la temperatura media mundial, precisan de ciertos forzamientos mundiales, como los cambios de concentración de los gases de efecto invernadero.
• Distinguir entre las escalas de tiempo. Los cambios climáticos a lo largo de millones de años pueden ser mucho mayores y tener causas diferentes, comparado con cambios climáticos en escalas de tiempo de un siglo.

La variable más preocupante sobre el cambio climático actual es el aumento de la concentración de dióxido de carbono atmosférico, que resulta muy inusual en los dos últimos millones de años. La concentración de CO₂ se conoce con precisión desde hace 650,000 años a partir de muestras de hielo, durante este tiempo la concentración de CO₂ varió de un mínimo de 180 ppm durante los periodos glaciares fríos y un máximo de 300 ppm durante las épocas interglaciares cálidas. Ahora se ha superado este rango. El dióxido de carbono atmosférico medido en el Observatorio de referencia atmosférica Mauna Loa de la NOAA alcanzó su punto máximo para 2021 en mayo con un promedio mensual de 419 partes por millón (ppm). Para entender la magnitud de este hecho, el aumento de unas 80 ppm en la concentración de CO₂ al final de los periodos glaciares anteriores tardó en promedio más de 5,000 años.