在20世紀，主要因為南極和格陵蘭島冰蓋的融解，地球海平麵似乎已經上漲了9英寸（約23厘米）。現在海平麵上升速度是40年前的好幾倍，已達每五年1英寸（2.54厘米）。格陵蘭島的冰蓋裏含有世界上6%的淡水資源。地球的明顯暖化，使得格陵蘭島冰蓋每年融化出500億噸水，即溶解了超過11立方英裏（46立方千米）的冰。此外，地球升溫能影響北極風暴，溫度每升高1℃格陵蘭島降雪量就增加4%。
在海洋每年上升的高度中，7%是由格陵蘭島冰體的融解和冰河進入海洋導致冰山形成而造成。格陵蘭島冰蓋的南部和東南部邊緣正快速變薄，有些地方已經達到每年7英尺（約2米）。而且，格陵蘭島冰河正快速向海洋移近，可能是冰河基部加速冰流下滑的融水引起的。接地線就是冰河與海洋的接連點，是冰體脫離基岩形成冰山的地點。一年中，格陵蘭島西部就有平均500座冰山生成，向拉布拉多海岸漂移，對航運構成危害。在1912年，鐵達尼克號正是被這種冰山擊中而沉落。
氣候持續增溫，會引起極地冰帽融化，增加地球上高潮期、風暴期發生海岸洪災的危險性。冰河進入海洋引起大量冰山形成，會大幅增高海平麵，而後淹沒沿海地區。北冰洋額外的淡水也會影響灣流的流動，在引起歐洲冰凍的同時使其他地區持續增溫。
若現在的融化速度仍持續，21世紀中葉海洋將上升1英尺（約0.3米）多，這與上個冰川期末期大陸冰河的溶解速度相當。在16000年前到6000年前的快速解凍期融水流進入海洋，在一年內使得海平麵提高的速度不過是當前的幾倍。
隨著地球溫度升高，居住著半數世界人口的沿海地區會麵臨冰帽融化和海洋熱膨脹引起海平麵上升的危險。在路易斯安那州等地區，海平麵上升速度已達每世紀3英尺（約1米）。海洋的熱膨脹也已經使得海平麵上升了約2英寸（約5厘米）。在過去半個世紀，加利福尼亞州海岸的地表水溫度上升了近1℃，使海麵上升了近1.5英寸（約3.8厘米）。
由於擠壓大陸架的海水重量增加，沿海陸地下沉，這也是引起海平麵上升的部分原因。另外，由於上個冰川期末期冰河融化後的板塊構造運動和大陸的回彈，海平麵的高低會受陸地表層的升降影響。
如果極地所有的冰雪都融化，這些增加的海水會將大部分地區的海岸線向內陸推進70英裏（約110千米）。地勢低的河流三角洲撫育了地球上很大一部分人口，卻將會被上升的海水淹沒。這會極大地改變大陸形狀。後退的海岸將會導致淺海障壁島沿岸的大麵積沿海陸地流失。海洋物種孵化幼代的河口灣將遭到破壞。喬治亞州南部的佛羅裏達所有地區和加利福尼亞州東部將消失。位於密西西比州、路易斯安那州、得克薩斯州西部和阿拉巴馬及阿肯薩斯的主要地區的港灣沿岸平原也將會徹底消失。分割南北美洲的巴拿馬地峽的大部分蔣會下沉，消失在人們的視線之外。
如果融化繼續，到21世紀中葉海洋會上升1英尺（約0.3米）多。而海平麵每上升1英尺（約0.3米）.將會有100~1000英尺（約30~300米）的海岸線會被淹沒，具體情況取決於海岸的斜度。僅3英尺（約1米）的海平麵上升就會造成美國近7000平方英裏（11000平方千米）的沿海陸麵遭遇洪災，包括密西西比三角洲的大部分地區，還可能影響新奧爾良的外郊。
現在海平麵上升的速度比20世紀快10倍。大部分的增長似乎來源於冰帽的融解，特別是北冰洋西部和格陵蘭島的冰帽。北冰洋冰蓋中流向海洋的大部分冰體來自少量的快速流動的冰流和注出冰川。此外，更多冰山正在消融冰川並將冰流彙入海洋。它們看似在變大，威脅著冰蓋的穩定性。超大冰山的數量也在顯著增加。這些不穩定性很大部分可歸因於地球暖化。
含有大量冰的高山冰川也在融解，可能是由於氣候變暖。某些地區，如歐洲的阿爾卑斯山可能失去了半數以上的冰體覆蓋。而且，融解的速度似乎還在加快。熱帶冰河，如印度尼西亞的高山上的冰河從20年前開始以每年150英尺（約46米）的速度消退。以現在的溫度增長和冰河消退速度來看，冰河很可能會全部消失。