Het klimaat verandert van nature, maar ook de mens heeft er invloed op. Zoals we zagen schommelt de wereldgemiddelde temperatuur flink maar is er daarnaast sprake van een stijging. Onderzoekers hebben geprobeerd het opgetreden verloop te verklaren. Hun studies verschillen nogal in de details, maar ze hebben gemeen dat ze proberen om een of meerdere factoren van klimaatverandering in rekening te brengen. In een studie van het KNMI is gekeken naar het effect van variaties van de zonnestraling, van vulkaanuitbarstingen en van El Niño. Daaruit blijkt dat de waargenomen temperatuurtoename in de eerste helft van de 20e eeuw aan natuurlijke oorzaken kan worden toegeschreven: een afname van vulkaanactiviteit, nadat die aanvankelijk nogal sterk was, en een toename van zonneactiviteit. In de tweede helft van de 20e eeuw kunnen natuurlijke oorzaken de waargenomen snelle stijging niet verklaren: de zonneactiviteit nam nauwelijks verder toe, terwijl er sinds 1960 drie grote vulkaanuitbarstingen zijn geweest. Als we deze factoren aftrekken van de waarnemingen blijft een signaal over dat consistent is met de verwachte menselijke invloed. Andere studies komen tot vergelijkbare conclusies, ofschoon die studies onderling nog aanzienlijk verschillen in hun schattingen van de verschillende natuurlijke effecten.

Het gezaghebbende Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), opererend onder de vlag van het United Nations Environment Program (UNEP) en van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO), stelt dat het zeer waarschijnlijk is dat het grootste deel van de opwarming sinds het midden van de twintigste eeuw door menselijk handelen is veroorzaakt. Recent onderzoek van het KNMI geeft aan dat de opmerkelijk warme periode aan het eind van de twintigste eeuw in Nederland deels samenhangt met de wereldwijde opwarming. Ongeveer de helft van de opwarming sinds de jaren '60 kan hiermee verklaard worden, de andere helft hangt samen met de grilligheid van het Nederlandse klimaat.