Pour prévoir les modifications climatiques, les scientifiques s’appuient sur des scénarios d’émission et des modèles climatiques.

 Les scénarios d’émissions actuels décrivent l’évolution mondiale des émissions de gaz à effet de serre au cours du 21e siècle, selon diverses hypothèses de développement de notre société. Pour cela, les chercheurs (démographes, spécialistes de l’énergie, sociologues, économistes, etc.) s’appuient sur des critères de société (démographie, pratiques agricoles, évolution sociale, économique et technologique...) pour que chaque scénario reflète un état plausible du monde futur. Ceci permet d’envisager la consommation énergique conséquente nécessaire, et de la convertir en émissions de gaz à effet de serre. Le GIEC a édité un rapport décrivant les 40 scénarios regroupés en 4 grandes familles correspondant chacune à un projet de société particulier.

 Les modèles climatiques, quant à eux, permettent de simuler avec plus ou moins de précision, les réactions et interactions du climat futur. Il s’agit de logiciels informatiques complexes, qui essaient de reproduire fidèlement le comportement du climat terrestre. Pour cela, ils intègrent les principales lois régissant notre atmosphère, ainsi que les conditions de départ (température, pression, humidité, salinité de l’eau de mer, couverture nuageuse, vent...). L’ordinateur calcule ensuite l’évolution du climat et donnent des résultats statistiques. Il existe dans le monde aujourd’hui une quinzaine de modèles, sur lesquels travaillent environ 2.000 scientifiques.