气候变化直接导致作物生产力和粮食生产。气候模式在地区差异上的变化可能会加大发达国家和发展中国家生产和消费的差距。当前的评估主要局限于平均气候的变化，但是极端气候或冰川消退有可能进一步加速生产力下滑。据预计，一旦全球平均气温升高超过3摄氏度，所有主要地区主要谷类作物的产量都将减少。低纬度地区所有影响最大，有些作物产量可能会减少20%以上。这有可能增加面临饥饿风险的人口，增加的人数（大约增加10%至20%）可能会数以千万甚至数以亿计。据预计，这些新增的饥饿人后，特别是营养不良的儿童，大部分位于撒哈拉以南非洲以及部分南亚和中美洲地区。到2050年，营养不良的儿童数量可能会达到2400万之多。

全球平均温度如果升高4度，河流和可用水将可能受到更大的影响。即便没有气候变化，按照2080年全球人口增加到75亿计算，可能将有30多亿人生活在人均可用水受限的地区。（少于1000米3/人/年）。气候变化将减少河水径流量，这有可能意味着这些人中有大约10亿人（范围从4亿到20亿）的可用水将显著减少，管理供水的压力也将明显增加。此外，随着冰川消退，依赖冰川供水的社区也将受到更大威胁。

海平面升高是全球气温升高所带来的不可避免的后果。沿海地势较低地区将更容易受到洪水和土地流失的影响。这些地球通常人口密集，拥有重要的基础设施以及高价值的农业和生物多样用地，预期将受到相当大的影响。据估计，在21世纪初，有6亿人居住的地方海拔不到10米。全球来看，居住在地势较低的三角洲的人口东南亚最多，但是小岛也容易受到海平面升高和风暴潮的影响。海水洪流将可能引起土地流失并减少作物和淡水的供给，这将构成稳定及安全方面的巨大风险。对一些地区而言，被迫迁徙不可避免。

在20世纪，二氧化碳的升高仅占实际排放率的40%到50%，这是因为其余的排放都被世界生态系统和海洋吸收了。而这个过程有可能被气候变化破坏，所以在未来排放对大气浓度的影响可能更大。如果全球平均温度升高4度，大气中留存的二氧化碳排放量最多可能增加70%。减排拖延的越久，稳定大气中二氧化碳含量的效果越弱。