Калкулациите на глобалното затопляне от обхвата на климатичните модели при SRES A2 сценария на емисии, който приема, че не се приемат действия за редуциране на емициите.

Географското разпределение на повърхностното затопляне по време на 21-ви век изчислено от климатичния модел HadCM3 ако се приеме, че бизнеса като обикновен сценарий е отговорен за икономическия растеж и емисиите на парников газ. В тази фигура, глобално осредненото затопляне кореспондира на 3.0 °C (5.4 °F)

Учените са изследвали глобалното затопляне с компютърни модели на климата. Тези модели предричат, че нетния ефект от добавянето на парникови газове ще бъде затопляне на климата в бъдеще.

Въпреки това, дори при използване на същите допускания за фосилната горивна консумация и на емисии на CO2, количеството на предричаното затопляне варира между моделите и все още има значителна разлика в климатичната чувствителност.

Включвайки модела и бъдещата несигурност на парниковите газове, IPCC очаква затопляне от 1.1 °C до 6.4 °C (2.0 °F до 11.5 °F) между 1990 и 2100. Те също се използват за спомагане разследването на причините за текущите климатични промени чрез сравняване на наблюдаваните промени към онези, които моделите предричат от влиянието на различни природни и човешки фактори.

Климатичните модели могат да продуцират добър шаблон на наблюденията на глобалните температурни промени през полседния век.[31] Тези модели допринасят непретенциозно към затоплянето, което се е случило между 1910 и 1945, и казват че то или се дължи на природни или човешки ефекти; въпреки това те предполагат, че затоплянето от 1975 насам е доминирано от човешки емисии на парникови газове.

По-глобалните климатични модели, когато предричат бъдещия климат, се влияят от наложените сценарии за парникови газове, обикновено от Специалния Доклад по Сценариите на Емисиите на IPCC (SRES). По-рядко, моделите могат да се направят чрез добавяне на симулация на въглеродния цикъл; това в общи линии показва позитивен обратен ефект, въпреки че този отговор е несигурен (при A2 SRES сценария, отговорите варират между екстра 20 и 200 ppm на CO2). Някои наблюдателни изследвания също показват позитивен обратен ефект.[32]

Представянето на облаците е един от главните източници на несигурност в текущо-генерираните модели, въпреки че прогреса се прави от този проблем.[33]Съществува също и продължаваща дискусия върху това дали климатичните модели пренебрегват важни индиректни и обратни ефекти на слънчевата варираща активност.