Le réchauffement climatique provoque la fonte des glaciers, des différentes calottes glaciaires, ainsi que la dilatation de l'eau sous l'effet de la chaleur (l'eau chaude occupe plus de volume que l'eau froide).
Ces phénomènes augmentent le volume d'eau dans les océans et les mers, et leur niveau monte.
La fonte de la calotte glaciaire du Groenland provoquerait une élévation du niveau des océans.
Selon une étude de Jean-Marc Jancovici, si la température du Groenland augmente de 3°C, le niveau des océans pourrait monter de 1 mètre. En cas d'élévation de la température de 8°C au-dessus du Groenland, ce dernier pourrait fondre en quasi-totalité, et le niveau des océans monterait alors de 6 m.
La température au-dessus du Groenland augmentera à priori deux fois plus que la moyenne planétaire, et que l'élévation moyenne de température à terme.
Pour obtenir 8°C en plus au-dessus du Groenland en 3000, il faut 2° ou 2,5°C de chaleur en plus en 2100 pour la moyenne planétaire : Jean-Marc Jancovici constate qu'une une augmentation de 1,5°C est déjà présente.
Les climatologues de la NASA redoutent une hausse du niveau des océans d'ici à 2100 de 2,25 mètres, qu'ils répartissent ainsi : 45 cm dus à la fonte des glaciers, 90 cm à la fonte du Groenland et 90 cm à la fonte de l'Antarctique.
Les prévisions sur le niveau de montée des mers divergent et sont plus ou moins alarmantes, mais tous les scientifiques s'accordent sur les risques d'inondations qu'encourent les populations vivant dans les régions côtières : 634 millions de personnes sont installées sur les côtes maritimes à 10 mètres ou moins du niveau de la mer.