Глобалните температури едновременно на сушата и морското равнище са се увеличили с 0.75 °C (1.4 °F) в сравнение за периода 1860–1900, според инструменталните температурни записи. Това измерено температурно увеличени не изглежда да е значително повлияно от градското островно затопляне.^[5][6] От 1979 насам, температурите на сушата са се увеличили двойно в сравнение с увеличението на температурите на океана (0.25 °C/за десетилетие в сравнение с 0.13 °C/за десетилетие).^[7] 

Температурите в долната тропосфера са се увеличили между 0.12 и 0.22 °C (0.22 и 0.4 °F) за десетилетие от 1979 насам, според сателитните температурни измервания. Вярва се, че температурата е била сравнително стабилна през хилядата или двете хиляди години преди 1850, с вероятни регионални флуктуации също като топлия период в Средновековието или Малкия Ледников Период.

Базирано на изчисленията на NASA Института Goddard за космически науки, 2005 е била най-топлата от началото на измерванията, като обширните интрументални измервания са станали достъпни през края на 19-ти век, надвишавайки предния рекорд поставен в 1998 с няколко стотни от градуса. Изчисленията подготвени от  Световната Метеорологична Организация и Кралската Група за Климатични Изследвания заключили че 2005 е втората най-топла година след 1998.^[8][9]

Разпределението на съвременната промяна на климата е най-ясно за периода от последните 50 години, тъй като за този период разполагаме с най-много данни и променливи.

Антропогеничните емисии на други замърсители – значително сулфатни аерозоли – могат да упражнят охлаждащ ефетк с повишение отражението на идващата светлина. Това частично кореспондира на охлаждането наблюдавано в температурните измервания в средата на 20-ти век,^[10] въпреки че е възможно охлаждането да се дължи в частност на естествени природни вариации.