L'Académie des sciences a remis à Madame Valérie Pécresse, Ministre de l'Enseignement supérieur et de la recherche, le rapport sur le changement climatique annoncé à l'issue du débat du 20 septembre 2010, organisé en réponse à la saisine de la Ministre. Ce texte est une synthèse des interventions et discussions qui ont eu lieu lors de ce débat, des contributions écrites qui l'ont précédé ainsi que des commentaires qui l'ont suivi.

L'académie considère que la Science peut tenter d'apporter des réponses autorisées, même si elles ne sont que partielles ou temporaires, dès lors qu'elles sont guidées par le souci d'objectivité qui doit présider à toute démarche scientifique.

• Plusieurs indicateurs indépendants montrent une augmentation du réchauffement climatique de 1975 à 2003 :

1. L'augmentation de la température de surface sur la Terre est de 0,8 ± 0,2 °C depuis 1870
2. La température des océans montre une augmentation moyenne globale depuis quelques décennies.
3. La réduction de la surface des glaces océaniques arctiques.
4. Le recul des glaciers continentaux
5. Les calottes polaires de l'Antarctique et du Groenland ont un bilan total de masse négatif depuis une dizaine d'années
6. Le niveau moyen des océans, s'est élevé à un rythme de 0,7 mm/an entre 1870 et 1930 et d'environ 1,7 mm/an après 1930, élévation approximativement dues, pour un tiers à la dilatation de l'océan consécutive au réchauffement et, pour les deux autres tiers, aux glaces continentales à parts quasi égales, fonte des calottes polaires du Groenland et de l'Antarctique d'une part, et fonte des glaciers continentaux d'autre part.
7. Les indicateurs biologiques, tels que les déplacements de populations animales terrestres ou marines et l'évolution des dates d'activités agricoles saisonnières, montrent aussi la survenue d'un réchauffement climatique.

• Cette augmentation est principalement due à l'augmentation de la concentration du CO2 dans l'atmosphère.  L'augmentation de CO2 et, à un moindre degré, des autres gaz à effet de serre, est incontestablement due à l'activité humaine. Le dioxyde de carbone (CO2) : sa concentration augmente continûment depuis le milieu du XIXe siècle, en raison principalement des activités industrielles, passant de 280 ppm vers 1870 à 388 ppm en 2009. Le taux de croissance mesuré depuis 1970 est environ 500 fois plus élevé que celui observé en moyenne sur les 5 000 dernières années. Augmentation due pour plus de la moitié à la combustion des combustibles fossiles, le reste aux déboisements massifs et pour une faible part à la production de ciment. Le méthane (CH4) : dû notamment aux fermentations diverses (zones humides, ruminants, déchets domestiques, biomasse, ...), aux fuites de gaz naturels et à la fonte du pergélisol, sa concentration s'est accrue de 140 % sur la même période. Elle semble cependant stabilisée depuis 2000. Le protoxyde d'azote (N2O) : dû en grande partie aux activités agricoles (dont la biodégradation des nitrates agricoles dans les milieux souterrains anoxiques), sa concentration a augmenté de 20 % sur la même période.
• Elle constitue une menace pour le climat et, de surcroît, pour les océans en raison du processus d'acidification qu'elle provoque qui a des conséquences négatives importantes sur la faune et la flore océaniques
• Cette augmentation entraîne des rétroactions du système climatique global, dont la complexité implique le recours aux modèles et aux tests permettant de les valider.
• Les mécanismes pouvant jouer un rôle dans la transmission et l'amplification du forçage solaire et, en particulier, de l'activité solaire ne sont pas encore bien compris. L'activité solaire, qui a légèrement décru en moyenne depuis 1975, ne peut être dominante dans le réchauffement observé sur cette période.
• Des incertitudes importantes demeurent sur la modélisation des nuages, l'évolution des glaces marines et des calottes polaires, le couplage océan%u2010atmosphère, l'évolution de la biosphère et la dynamique du cycle du carbone. Les projections de l'évolution climatique sur 30 à 50 ans sont peu affectées par les incertitudes sur la modélisation des processus à évolution lente. Ces projections sont particulièrement utiles pour répondre aux préoccupations sociétales actuelles, aggravées par l'accroissement prévisible des populations. 
• L'évolution du climat ne peut être analysée que par de longues séries de données, à grande échelle, homogènes et continues. Les grands programmes d'observations internationaux, terrestres et spatiaux, doivent être maintenus et développés, et leurs résultats mis à la libre disposition de la communauté scientifique internationale.
• Le caractère interdisciplinaire des problèmes rencontrés impose d'impliquer davantage encore les diverses communautés scientifiques pour poursuivre les avancées déjà réalisées dans le domaine de la climatologie et pour ouvrir de nouvelles pistes aux recherches futures.