有許多正回饋效應會使全球變暖過程以惡性循環的方式發展，並使氣候變遷的發展變得非常複雜及難以預測，這些正回饋效應包括以下幾個方面。
海冰可以反射80%的陽光，當海冰融化後，顏色較深的海洋會吸收更多的太陽光，從而加速海洋的暖化，而海洋的暖化又反過來使海冰融化更快。
積雪覆蓋的冰層將大多數陽光反射回空中，當表層冰融化時，顏色更深的濕冰會吸收更多的太陽能。融化的水會在冰蓋裏形成孔，使冰基變得濕滑，從而加快了冰山流向海洋的速度。隨著更多的冰山流向海洋，冰蓋 將會變小，冰面下降，溫度更高，融化的速度更快。同時，海洋變暖為這一進程增加了另一正回饋效應，融化了近海的積冰──冰架(通常是冰蓋與海洋之間屏障)。
隨著全球變暖，西伯利亞永久凍結帶的加速融化是另一個令人擔憂的問題。大量甲烷──一種高效的溫室氣體──可能因此釋放到大氣中，提高變暖的速度和永久凍結帶融化的速度。
同樣，海洋的暖化也會啟動另一個正回饋效應，那就是隨著海洋溫度的升高，大量的海底甲烷水合物會釋放到大氣中，從而加快暖化速度。
熱帶雨林是一個巨大的“碳庫”，單是巴西亞馬遜地區的樹木就能儲存490億噸的碳，印尼森林儲存了60億噸的碳。隨著全球溫度的上升，將導致這些蓄碳池釋放大量的碳。
部分資料來源：《2007-2008年人類發展報告》