1992年5月22日，聯合國政府間談判委員會在聯合國紐約總部就氣候變化問題達成了一項公約，即《聯合國氣候變化框架公約》（United Nations Framework vention on Climate ge，簡稱《框架公約》，英文縮寫UNFCCC），此項公約於1992年6月4日在巴西里約熱內盧舉行的聯合國環發大會（地球首腦會議）上通過，並於1994年3月21日正式生效，奠定了應對氣候變化國際合作的法律基礎，是具有權威性、普遍性、全面性的國際框架，旨在控制大氣中二氧化碳、甲烷和其他造成「溫室效應」的氣體的排放，將溫室氣體的濃度穩定在使氣候系統免遭破壞的水平上。
《公約》說：「感到憂慮的是，人類活動已大幅增加大氣中溫室氣體的濃度，這種增加增強了自然溫室效應，平均而言將引起地球表面和大氣進一步增溫，並可能對自然生態系統和人類產生不利影響。」
《公約》是世界上第一個為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放，應對全球氣候變暖給人類經濟和社會帶來不利影響的國際公約，也是國際社會在應對全球氣候變化問題上進行國際合作的一個基本框架。
《公約》由序言及26條正文組成。它指出，歷史上和目前全球溫室氣體排放的最大部分源自發達國家，發展中國家的人均排放仍舊相對較低，因此應對氣候變化應遵循「共同但有區別的責任」原則。根據這個原則，發達國家應率先採取措施限制溫室氣體的排放，並向發展中國家提供有關資金和技術；而發展中國家在得到發達國家技術和資金支持下，採取措施減緩或適應氣候變化。這是一個具有法律約束力的公約。
《框架公約》將參加國分成三大類：
1.工業化國家。這些國家答應要以1990年的排放量為基礎進行削減。承擔削減排放溫室氣體的義務。如果不能完成削減任務，可以從其他國家購買排放指標。
2.發達國家。這些國家不承擔具體削減義務，但承擔為發展中國家進行資金、技術援助的義務。
3.發展中國家。不承擔削減義務，以免影響經濟發展，可以接受發達國家的資金、技術援助，但不得出賣排放指標。
公約對發達國家和發展中國家規定的義務以及履行義務的程序有所區別。由於發達國家是溫室氣體的排放大戶，因此，公約要求發達國家採取具體措施限制溫室氣體的排放，並向發展中國家提供資金以支付他們履行公約義務所需要的費用。而發展中國家只承擔提供溫室氣體源與溫室氣體匯的國家清單的義務，制訂並執行含有關於溫室氣體源與匯方面措施的方案，不承擔有法律約束力的限控義務。公約建立了一個向發展中國家提供資金和技術，使其能夠履行公約義務的資金機制。
《公約》締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個締約方都必須定期提交專項報告，其內容必須包含該締約方的溫室氣體排放信息，並說明為實施《公約》所執行的計畫及具體措施。
《公約》規定每年舉行一次締約方大會。1995年3月28日，首次締約方大會在柏林舉行。第2至第6次締約方大會分別在日內瓦、京都、布宜諾斯艾利斯、波恩和海牙舉行。
1997年12月，第3次締約方大會在日本京都舉行，會議通過了《京都議定書》，對2012年前主要發達國家減排溫室氣體的種類、減排時間表和額度等作出了具體規定。《京都議定書》於2005年開始生效。根據這份議定書，從2008年到2012年間，主要工業發達國家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均減少5.2%，其中歐盟將6種溫室氣體的排放量削減8%，美國削減7%，日本削減6%。
2000年11月，第6次締約方大會在海牙召開。會議期間，世界上最大的溫室氣體排放國美國堅持要大幅度折扣它的減排指標，因而使會議陷入僵局，大會主辦者不得不宣布休會，將會議延期到2001年7月在波恩繼續舉行。
2001年10月，第7次締約方大會在摩洛哥馬拉喀什舉行。
2002年10月，第8次締約方大會在印度新德里舉行。會議通過的《德里宣言》，強調應對氣候變化必須在可持續發展的框架內進行。
2003年12月，第9次締約方大會在義大利米蘭舉行。
2004年12月，第10次締約方大會在阿根廷布宜諾斯艾利斯舉行。本次大會期間，與會代表圍繞《聯合國氣候變化框架公約》生效10周年來取得的成就和未來面臨的挑戰、氣候變化帶來的影響、溫室氣體減排政策以及在公約框架下的技術轉讓、資金機制、能力建設等重要問題進行了討論。
2005年11月，第11次締約方大會在加拿大蒙特利爾市舉行。
2006年11月，第12次締約方大會在肯亞首都內羅畢舉行。
2007年12月，第13次締約方大會在印度尼西亞巴厘島舉行，會議著重討論「後京都」問題，即《京都議定書》第一承諾期在2012年到期後如何進一步降低溫室氣體的排放。15日，聯合國氣候變化大會通過了「巴厘島路線圖」，啟動了加強《公約》和《京都議定書》全面實施的談判進程，致力於在2009年年底前完成《京都議定書》第一承諾期2012年到期後全球應對氣候變化新安排的談判並簽署有關協議。
2008年12月，第14次締約方大會在波蘭波茲南市舉行。
2009年12月7日至19日，第15次締約方會議暨《京都議定書》第5次締約方會議在丹麥哥本哈根舉行。經過馬拉松式的艱難談判，大會分別以《聯合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》締約方大會決定的形式發表了不具法律約束力的《哥本哈根協議》。《哥本哈根協議》維護了《聯合國氣候變化框架公約》及其《京都議定書》確立的「共同但有區別的責任」原則，就發達國家實行強制減排和發展中國家採取自主減緩行動作出了安排，並就全球長期目標、資金和技術支持、透明度等焦點問題達成了廣泛共識。大會授權《聯合國氣候變化框架公約》及《京都議定書》兩個工作組繼續進行談判，並在2010年底完成工作。中國國務院總理溫家寶出席會議並發表了題為《凝聚共識，加強合作，推進應對氣候變化歷史進程》的重要講話，全面闡述中國政府的立場主張。
2008年7月8日，八國集團領導人（分別為義大利總理貝盧斯科尼、俄羅斯總統梅德韋傑夫、德國總理默克爾、英國首相布朗、日本首相福田康夫、美國總統布希、加拿大總理哈珀、法國總統薩科齊和歐盟委員會主席巴羅佐）在八國集團首腦會議上就溫室氣體長期減排目標達成一致。八國集團領導人在一份聲明中說，八國尋求與《聯合國氣候變化框架公約》其他締約國共同實現到2050年將全球溫室氣體排放量減少至少一半的長期目標，並在公約相關談判中與這些國家討論並通過這一目標。2009年7月8日，八國集團領導人表示，願與其他國家一起到2050年使全球溫室氣體排放量至少減半，並且發達國家排放總量屆時應減少80%以上。7月9日，經濟大國能源安全和氣候變化論壇領導人會議發表宣言，強調將全力應對氣候變化帶來的挑戰。
為使人類免受氣候變暖的威脅，1997年12月，《聯合國氣候變化框架公約》（簡稱《公約》）第三次締約方大會在日本京都舉行。149個國家和地區的代表通過了旨在限制發達國家溫室氣體排放量以抑制全球變暖的《京都議定書》（簡稱議定書）。
議定書是《公約》的補充，它與《公約》的最主要區別在於，《公約》鼓勵發達國家減排，而議定書強制要求發達國家減排，具有法律約束力。
議定書需要佔1990年全球溫室氣體排放量55%以上的至少55個國家和地區批准之後，才能成為具有法律約束力的國際公約。中國於1998年5月簽署並於2002年8月核准了該議定書。歐盟及其成員國於2002年5月31日正式批准了《京都議定書》。議定書於2005年2月正式生效，截止到2009年12月，已經有184個《公約》締約方簽署。美國布希政府早在2001年3月就宣布退出公約，是唯一一個沒有簽署《京都議定書》的工業化國家，也是目前唯一遊離於議定書之外的發達國家。
議定書已經對2008年到2012年第一承諾期發達國家的減排目標作出了具體規定，即整體而言發達國家溫室氣體排放量要在1990年的基礎上平均減少5.2%。不過，不同國家有所不同。比如，歐盟作為一個整體要將溫室氣體排放量削減8%，日本和加拿大各削減6%，而美國削減7%。
議定書建立了旨在減排溫室氣體的三個靈活合作機制——國際排放貿易機制、聯合履行機制和清潔發展機制。以清潔發展機製為例，它允許工業化國家的