Den globale temperaturstigning vil få verdenshavene til at stige. Den primære årsag til dette er i IPCC’s fremskrivninger den varmeudvidelse, der sker, når havene optager varme fra atmosfæren. Kun en mindre del er afsmeltning fra gletschere og fra polerne. IPCC regner med, at afsmeltningen fra polerne bliver på gennemsnitsniveauet for perioden 1980-1999.

Med disse forudsætninger siger IPCC, at verdenshavene frem til år 2100 i gennemsnit vil stige 18 centimeter, hvis man regner med den laveste temperaturstigning på 1,1 °C i IPCC’s scenarier og 59 centimeter, hvis man regner med højeste temperaturstigning på 6,4 °C.

Ud over at havene vil stige, vil der ske en række andre ting med vores fysiske miljø. Havene vil blive mere sure på grund af de store mængder CO2, der opløses i havene. Områder med snedække i vinterperioden vil skrumpe ind, og der vil blive mindre havis både ved Arktis og ved Antarktis.

Den generelle opvarmning af atmosfæren vil betyde mere ekstrem varme, flere hedebølger og tørkeperioder, men samtidig også flere tilfælde af voldsom nedbør. Det er også sandsynligt, at tropiske orkaner vil blive kraftigere med højere vindhastigheder, og at nedbøren i forbindelse med de tropiske orkaner vil blive kraftigere. Det er til gengæld ikke sikkert, at antal af tropiske storme vil stige. De ikke-tropiske stormes baner vil bevæge sig mod polerne.