Koolstofemissies dragen bij aan klimaatverandering, wat ernstige gevolgen kan hebben voor mens en milieu. Volgens het Amerikaanse Environmental Protection Agency maken koolstofemissies, in de vorm van koolstofdioxide, meer dan 80 procent uit van de broeikasgassen die in de Verenigde Staten worden uitgestoten. Bij het verbranden van fossiele brandstoffen komt koolstofdioxide en andere broeikasgassen vrij. Deze koolstofemissies verhogen de mondiale temperaturen door zonne-energie in de atmosfeer op te vangen. Dit verandert de watervoorziening en weerpatronen, verandert het groeiseizoen voor voedselgewassen en bedreigt kustgemeenschappen met toenemende zeespiegel.
Krimpende watervoorraden

Koolstofdioxide blijft 50 tot 200 jaar in de atmosfeer, dus uitstoot nu vrijgegeven zal het klimaat in de toekomst blijven verwarmen. De EPA voorspelt dat de klimaatverandering ertoe zal leiden dat de vraag naar water toeneemt terwijl het aanbod van water krimpt. Water is niet alleen essentieel voor de menselijke gezondheid, maar ook voor productieprocessen en de productie van energie en voedsel. Verwacht wordt dat de klimaatverandering in sommige gebieden de regenval verhoogt, waardoor het sediment toeneemt en verontreinigende stoffen in de drinkwatervoorziening worden gewassen. Stijgende zeespiegel zal ertoe leiden dat zout water in sommige zoetwatersystemen infiltreert, waardoor de behoefte aan ontzilting en drinkwaterbehandeling toeneemt.
Toenemende incidenten van zwaar weer

Globale opwarming kan leiden tot meer bosbranden, droogte en tropisch water stormen, volgens NASA. Catastrofale weersomstandigheden veroorzaakten in 2012 $ 1 miljard schade in de Verenigde Staten. Stormen zoals de orkaan Sandy in 2012 en de tyfoon Haiyan in 2013 komen steeds vaker voor en de verwoesting die ze veroorzaken, duurt jaren om lokale gemeenschappen te verhelpen, vaak met behulp van internationale hulp. De vernietiging van infrastructuur veroorzaakt verschillende problemen voor de gezondheid van de mens, waaronder ziektes die worden overgedragen wanneer water- en rioleringssystemen niet goed werken. De stormen zelf en de schade aan infrastructuur die ze veroorzaken, leiden vaak tot een enorm verlies aan mensenlevens.
Veranderingen in voedselvoorziening

Veranderend weer beïnvloedt de agrarische industrie en de menselijke voedselvoorziening. Koolstofemissies dragen bij aan stijgende temperaturen en afnemende neerslag, waardoor de groeiomstandigheden voor voedselgewassen in veel gebieden veranderen. Volgens het Amerikaanse Global Change Research Program veroorzaken koolstofemissies opwarming in de Central Valley van Californië, waarvan wordt verwacht dat ze de opbrengsten van tomaten, tarwe, rijst, maïs en zonnebloemen in deze regio aanzienlijk verminderen. Grote veranderingen in gewasopbrengst zullen de voedselprijzen wereldwijd doen stijgen. Bovendien dwingt klimaatverandering die wordt beïnvloed door koolstofemissies dieren, waarvan veel als voedsel wordt bejaagd, naar hogere hoogten of noordelijke habitats te migreren terwijl het klimaat opwarmt.
Geografische veranderingen

Er is slechts een kleine verandering nodig op temperatuur om enorme milieueffecten te hebben; aan het einde van de laatste ijstijd waren alleen koeler dan de huidige temperaturen met 2,5 tot 5 graden Celsius (5 tot 9 graden Fahrenheit), maar delen van de Verenigde Staten waren bedekt met duizenden voet ijs, volgens NASA. Het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering schat dat de uitstoot van koolstof de komende 100 jaar de mondiale temperatuur met ongeveer 1,5 graden Celsius (2,5 graden Fahrenheit) zal laten stijgen. Deze kleine verandering kan dramatische effecten hebben op de kustlijn, vooral die dichtbevolkte door mensen waar stijgende zeespiegel gebouwen en wegen onder water zetten en het scheepvaartverkeer beïnvloeden. Volgens de EPA zijn de zeespiegel aan de midden-Atlantische en Golfkusten in slechts 50 jaar na bijna 2000 jaar geen waarneembare verandering meer dan 20 centimeter (8 inch) gestegen.