Globális felmelegedésnek a Föld átlaghőmérsékletének emelkedését nevezzük, amelynek során emelkedik az óceánok és a felszínközeli levegő hőmérséklete. A globális felmelegedés a legsúlyosabb globális környezeti problémák közé tartozik, és egyben a klímaváltozás talán legjelentősebb részfolyamata.
Egy másik meghatározás szerint „a globális felmelegedés annak a megfigyelésnek a neve, mely szerint a Föld átlagos felszíni hőmérséklete a 19. század eleje–közepe óta kb. 0,8 °C-kal nőtt”.
A globális felmelegedés a Föld minden térségét érinti, bár hatásai területenként eltérő intenzitásúak lehetnek. Hazánkat az átlagosnál jobban érinti a felmelegedés, az Országos Meteorológiai Szolgálat tanulmánya szerint az országos átlaghőmérséklet 1,15 °C-ot emelkedett 1901 óta.
A globális felmelegedés javarészt számos emberi tevékenység közös eredménye. Ezen tevékenységek közül legjelentősebbek a fosszilis energiahordozók túlzott használata, a haszonállattartás, a közlekedés, a túlfogyasztás, a nemzetközi szállítás, az erdők kitermelése. A felmelegedést főképp az ezen tevékenységek során felszabaduló üvegházhatású gázok okozzák.
A felmelegedésre némileg hatással vannak az éghajlati rendszer belső ingadozásai, valamint a természeti tényezőkből fakadó hatások is. Ilyenek például a vulkánkitörések vagy a nap sugárzásának időbeli ingadozása. De fontos megjegyezni, hogy ezek a hatások az emberi tevékenységből fakadó változásokhoz mérve csekély.
A globális felmelegedés következményeként egyre kiszámíthatatlanabbá és szélsőségesebbé válik időjárásunk, gyakoribbá válnak a heves esőzések és áradások, az aszályok, a hőhullámok vagy a szárazság okozta erdőtüzek. Egyre több kutatás erősíti meg, hogy az időjárásnak jobban kitett országokban, illetve gazdasági ágazatokban jelentős károkra lehet számítani.
A globális felmelegedés fogalma Wallace Smith Broecker amerikai geofizikus nevéhez fűződik. A Columbia Egyetem professzora egy 1975-ös tanulmányában használta először a „globális felmelegedés” kifejezést, ami azóta világszerte elterjedt. Kutatásai előre jelezték, hogy a szén-dioxid növekvő légköri koncentrációja jelentős melegedéshez fog vezetni.