Ocieplenie klimatu wpływa istotnie na różnorodność biologiczną. Wiele gatunków nie toleruje zmian warunków otoczenia i nawet niewielka modyfikacja może prowadzić do ich wyginięcia.
Dla przykładu – wzrost średniej temperatury ma wpływ na zmniejszanie się pokrywy lodowej, która jest naturalnym środowiskiem życia fok czy niedźwiedzi polarnych.
Zagrożone są także rafy koralowe – wzrost temperatury wód oceanów może powodować masowe wymieranie koralowców.
