התחממות גלובלית, המכונה גם התחממות עולמית, הוא מונח שמתייחס לתיאור העלייה בטמפרטורות הממוצעות של פני שטח כדור הארץ. מדובר בתהליך אשר החל במאתיים שנים האחרונות כתוצאה מהמהפכה התעשייתית, אך במאה שנים האחרונות הוא מתרחש בקצב חסר תקדים.
ההתחממות הגלובלית היא אחד מההיבטים של שינוי האקלים העולמי, כך עולה מהשוואת הטמפרטורות הממוצעות ברחבי העולם וכך בתצפיות על ההשפעות השונות של ההתחממות.
השפעותיה של ההתחממות הגלובלית כוללות בין היתר, שינויים בכמויות משקעים, עליית גובה פני הים, תדירות גוברת של אירועי מזג אוויר קיצוניים, הכחדת מינים ביולוגיים, איום על הביטחון התזונתי ועוד.