Sự thay đổi của các loài sẽ làm thay đổi thành phần và phân bố địa lý của các hệ sinh thái. Đồng nghĩa với điều này sẽ là sự biến mất của một số động, thực vật hoặc giảm đi đáng kể.

Theo GS.TSKH Nguyễn Đức Ngữ, Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam, các tài liệu đã ghi nhận sự dịch chuyển ranh giới khí hậu được ghi nhận là đã xảy ra ở một số nơi trên thế giới. Vùng bình nguyên lớn ở Mỹ chính là một ví dụ về nơi chịu ảnh hưởng điển hình của sự dịch chuyển ranh giới khí hậu đã xảy ra trong 30 năm cuối của thế kỷ XX. Người ta cũng nhận thấy một số loài chim ở châu Âu mùa xuân di cư muộn hơn.

Cây gỗ đỏ

Các nghiên cứu cũng chỉ ra, một số loài sẽ thích ứng tốt hơn với sự BĐKH trong khi một số khác không thích ứng nổi sẽ bị suy thoái dần. Nhìn chung các loài sinh vật vốn nhạy cảm với các điều kiện BĐKH, hoặc đã ở tình trạng nguy cơ cao, BĐKH sẽ là mối nguy hại lớn đối với chúng. Một đánh giá cho thấy, nếu nhiệt độ tăng lên 10⁰C, khu rừng nhiệt đới ấm Queensland, một di sản thiên nhiên thế giới ở Australia có thể giảm tới 50%, còn một số cây bị mất có thể tới 40%.

Các nhà khoa học cho biết, cho đến nay trên trái đất có khoảng 300.000 loài thực vật, 60.000 loài thân mềm (nhuyễn thể), 30.000 loài tôm cua (giáp xác), trên 1.000.000 loài côn trùng, 22.000 loài cá, 4.300 loài ếch nhái (lưỡng cư), 6.000 loài bò sát, 9.000 loài chim, 4.600 loài động vật có vú. Số loài virut, vi khuẩn lam, nấm men, nấm sợi, nấm bậc cao cũng xuất hiện rất nhiều. BĐKH với những điều kiện khí hậu khắc nghiệt hơn như hạn hán, cháy rừng, lũ lụt… sẽ làm cho các loài có khả năng bị giảm nhiều hơn nữa. Các vùng núi cao cũng sẽ chịu tác động mạnh. Nhiều loài có vú và loài chim sẽ bị giảm do điều kiện sinh sống không thích hợp, nguồn dinh dưỡng bị giảm.

BĐKH khiến nhiệt độ cao, kết hợp với ánh sáng dồi dào sẽ thúc đẩy quá trình quang hợp dẫn đến tăng cường quá trình đồng hóa của cây xanh. Đặc biệt, hàm lượng CO₂ tăng sẽ góp phần làm tăng sự phát triển hệ sinh thái rừng. Tuy vậy, do tốc độ bốc thoát hơi tăng lên nên độ ẩm đất sẽ giảm, kết quả là chỉ số tăng trưởng sinh khối của cây rừng có thể sẽ giảm đi.

Nguy cơ diệt chủng của động vật và thực vật gia tăng, một số loài thực vật quan trọng như: trầm hương, hoàng đàn, pơ-mu, gõ đỏ, gụ mật… có thể bị suy kiệt. Nhiệt độ và mức độ khô hạn gia tăng làm tăng nguy cơ cháy rừng, phát triển sâu bệnh, dịch bệnh phá hoại cây rừng.