Un réchauffement de 1°C provoque l'augmentation de la concentration en dioxyde de carbone d'une valeur comprise entre 1,7 et 21,4 particules par million (ppm), avec un niveau médian de 7,7 ppm, selon les calculs effectués par le chercheur David Frank. La concentration actuelle de CO2 de l'atmosphère est de 387 ppm contre environ 280 avant la révolution industrielle.

Ces chiffres sont soumis à des fortes variations régionales car les effets du réchauffement sur les émissions de CO2 ne sont pas les mêmes aux pôles et dans les régions tropicales (par exemple). Pour mesurer le risque d'emballement du réchauffement climatique, les chercheurs ont utilisé plus de 200.000 mesures de températures et de concentrations de CO2 pour la période de 750 ans comprise entre 1050 et 1800, une époque où l'impact de l'homme sur le réchauffement était encore négligeable.

Un ensemble de dix modèles cités dans le dernier rapport du GIEC donne une fourchette comprise entre 4 et 16 ppm de CO2 additionnel par degré de température supplémentaire.
L'influence de la température sur les rejets de CO2 est utilisée comme argument par ceux qui refusent de croire que les 0,8 degrés d'augmentation de la température depuis 1850 sont d'abord dus aux activités humaines. Les chiffres publiés dans cette étude leur donnent tort.