根据WMO提交给联合国气候变化大会的报告，2015年大气二氧化碳首次达到了百万分之400这一重要关口。全球气候2011-2015还对人类引起的气候变化是否与各极端事件有直接关联进行了分析研究。《美国气象学会公报》在2011年至2014年发表的79项研究中，一半以上认为人类引起的气候变化推动了所述的极端事件 。有些研究指出，极端高温的概率增加了10倍，甚至更高。

“《巴黎协定》旨在将全球升温与工业化前水平相比限制在远低于2°C，并力争控制在1.5°C。这份报告确认2015年平均温度已达到了1°C标线。我们经历了有记录以来最热的五年期，而2015年是最热的一年。甚至2016年有可能打破这一纪录。”WMO秘书长佩蒂瑞·塔拉斯说。

2011-2015年是全球有记录以来最暖的五年，也是除非洲（第二最暖）以外所有大陆最暖的五年。这个时期的温度比1961–1990年标准基准期的平均温度高0.57°C（1.03°F）。迄今有记录以来最暖的年份是2015年，其温度比1961–1990年平均温度高0.76°C（1.37°F），其次是2014年。2015年也是全球温度比工业化时代前高出1°C多的首个年份。

全球海洋温度也处于前所未有的水平。2015年全球平均海平面温度是有记录以来最高的，2014年排在第二位。这一时期的海平面温度在世界大部分地区都高于平均值，不过在南大洋部分地区以及南太平洋东部却低于平均值。强拉尼娜事件（2011年）和强厄尔尼诺（2015/2016年）影响了各年的温度，但没有改变基本的变暖趋势。

北极海冰继续减少。按2011-2015年的平均值，9月北极平均海冰范围是470万平方千米，比1981–2010年的平均值少28%。2012年夏季最低海冰范围为339万平方千米，是有记录以来的最低值。相反，2011–2015年的大部分时间，南极海冰范围高于1981–2010年的平均值，尤其是冬季最大值。

格陵兰冰盖表面在夏季继续以高于平均水平的速度融化，2011年至2015年所有这五个年份夏季融化范围都高于1981–2010年的平均值。高山冰川也在继续减少。

在所有这五个年份中以及在5月至8月的所有月份中，北半球积雪范围都远低于平均值，仍呈现显著的下降趋势。

随着海洋变暖，海洋会膨胀，导致全球和区域海平面上升。上升的海洋热含量约占过去60年观测到的全球海平面上升的40%。一系列研究的结论指出，大陆冰盖，尤其是格陵兰和西南极洲，正在加速推动海平面上升。

从1993年至今的卫星记录期间，海平面每年上升了约3 mm，而1900–2010年的平均趋势（基于验潮仪）为每年1.7 mm。

2011–2015年记录的许多单个极端天气和气候事件更有可能是由于人类引起的（人为）气候变化造成的。实例包括2012年在美国以及2013年在澳大利亚的创纪录季节和年度高温、2013年东亚和西欧炎热夏季、澳大利亚2014年春季和秋季热浪、2014年欧洲创纪录的年度高温，以及2013年12月阿根廷的热浪。

对于降水极值（高和低），直接信号并不那么强烈。在许多情况下，比如东南亚2011年洪水、巴西南部2013–2015年干旱、英国2013-2014年非常湿润的冬季，并没有发现人为气候变化影响的明确证据。然而，对于2015年12月在英国的极端降雨，发现此类事件的发生可能约40%是气候变化造成的。

某些影响与脆弱性增强有关联。对巴西东南部2014年干旱进行的研究发现，自1940年以来另外发生过三次类似的降雨不足，不过由于人口增长，水资源需求的显著上升加剧了影响。有些尚未列入正式归因研究课题的更长期事件与短期和长期气候变化的预估相一致，其中包括亚热带地区多年干旱发生率更高，比如2011-2015年期间在美国南部、澳大利亚南部部分地区，以及该时段末期在非洲南部。

还有一些事件，比如2014年和2015年巴西亚马逊流域超长的酷热旱季，这些作为气候系统中的潜在“临界点”都值得关注。