经济的发展带来了日益严重的环境问题，然而资源环境的外部性使得本该由企业承担的环境成本主要由社会承担。而罗纳德·科斯（Ronald Coase）提出了通过市场机制解决了环境成本的外部性问题的方法，即科斯定理：只要财产权是明确的，并且交易成本为零或者很小，那么，无论在开始时将财产权赋予谁，市场均衡的最终结果都是有效率地实现资源的最优配置。根据科斯定理，既然治理温室气体会给企业造成成本差异，那么温室气体排放权也可以作为一种产权进行交换，而碳排放权交易市场称为碳市场（Carbon Market）。

碳交易的产生与《京都议定书》密不可分。1992年5月9日，联合国政府间气候变化专门委员会通过了《联合国气候变化框架公约》。1997年12月在日本京都通过了《公约》的第一个附加协议——《京都议定书》（Kyoto Protocol，以下简称议定书）。这项从2005年2月16日正式生效的协议是人类历史上首次以法规形式限制温室气体排放。

议定书在“共同但有区别的责任”原则上，规定发达国家（附件一缔约国）和发展中国家（非附件一缔约国）共同应对气候变化，但发达国家有强制减排义务，而发展中国家则自愿减排。

同时，各国减排成本不一形成碳资产价差，使得交易成为可能。发达国家较高的能效和较清洁的能源结构增加其本国减排的难度及成本，而发展中国家较低的能效基础赋予其更为充足的减排空间和相对低廉的减排成本。因此，那些自身能源需求量大、碳减排成本高的发达国家，愿意通过购买碳减排成本低的国家的减排量降低自己的履约成本，从而形成碳交易市场。

1. 森林固碳（Forest Carbon Sequestration，FCS）。由于温室气体排放量的计算为“净排放量”，即本国实际排放量扣减森林吸收的二氧化碳量。因此，缔约国可通过扩大森林面积创造更多森林制氧固碳减排。

2. 排放贸易机制（Emissions Trade Scheme，ETS），即两个发达国家之间的排放配额买卖。未能完成减排任务的国家付费从超额完成任务的国家买进其多余的配额履约。

3. 清洁发展机制（Clean Development Mechanism，CDM），即发展中国家与发达国家之间的项目减排交易。由于前述碳减排在各国成本不同的原因，发展中国家在可持续发展的前提下自愿减排，并通过清洁发展机制项目获得减排量。项目的减排量在取得“排放减量权证” （Certified Emissions Reduction，CER）；后，可在清洁发展机制登记处转让减量权（CER）。通常，这类“排放减量权证”因其相对低的减排成本形成低于碳排放额度的价格，从而降低发达国家的履约成本。

4. 联合履约机制（Joint Implementation，JI），即两个发达国家之间的项目减排量转让合作机制。减排成本较高的发达国家通过该机制在减排成本较低的发达国家实施温室气体减排项目。项目活动产生的减排量通过“减排单位”（Emission Reduction Unit，ERU）认真后可用于项目投资国履行其温室气体的减排承诺。同时项目实施国通过项目获得相应资金或有益于环境的先进技术，从而促进本国的低碳发展。