2005年，英国作为欧盟的重要成员国，利用担任欧盟和G8双重轮值主席国的身份主办了鹰谷“G8+5”峰会，将气候变化问题列入重要的会议议程，显示了英国不仅要在欧盟内部担当领导者，而且希望在以气候变化为主题的全球事务中扮演更加重要的角色。为了进一步巩固其在全球应对气候变化行动中的地位，迫切需要从经济学角度对全球温升2℃上限进行全面的阐释，论证全球参与并立即采取减排行动的紧迫性，为推进后续气候变化国际谈判做准备。时任英国政府经济局局长的斯特恩接到了这个任务，经过一年调研主持完成并发布了《斯特恩报告》。

这份长达700页的报告，分析了气候变化对财政、社会和环境方面的影响。《斯特恩报告》内容包括：中长期视角下低碳化的全球经济学，应对气候变化行动时间表以及对政策和机构可能产生的影响；不同路径适应气候变化的潜力；英国现有应对气候变化目标具体行动的经验教训。

2005年10月至2006年1月，在《斯特恩报告》面向全球征求意见期间，斯特恩和其团队成员访问了欧盟委员会、巴西、加拿大、中国、法国、德国、印度、日本、墨西哥、挪威、俄罗斯、南非和美国等多国及相关机构。来自中国人民大学、清华大学、北京科技大学、中国社会科学研究所等机构的专家参与了报告中关于中国的研究工作。2006年10月30日，在联合国气候变化会议（COP12）举行期间，英国政府正式发布了《斯特恩报告》。

《斯特恩报告》的主要结论包括六个方面：1.气候变化可能对发展带来非常严重的影响；2.如果我们现在采取有力行动，仍然有时间避免气候变化可能带来的最坏结果；3.在应对气候变化方面无所作为，与现在采取行动以避免未来气候变化的灾难性后果相比，前者的经济成本可能是后者的20倍，拖延是非常危险的；4.所有国家都需要采取应对气候变化的行动，而这并不会限制各国对发展的渴望；5.减排路径是丰富的，需要采取强有力的、深思熟虑的政策以激励各方的参与；6.应对气候变化要求国际社会共同认可一个长期目标并在行动框架达成一致的基础上做出反应，忽视这一点将最终破坏经济增长。

“如果在未来几十年内不能及时采取行动，那么全球变暖带来的经济和社会危机，将堪比世界性大战以及20世纪前半叶曾经出现过的经济大萧条。到下个世纪初，全球可能因为气候变暖而损失5％－20％的GDP。”《斯特恩报告》中的这个核心推论在世界范围内引发了广泛讨论。

《斯特恩报告》的支持者认为，该报告从经济学角度阐明了温室气体排放量降低造成的损失远远低于气候变化可能造成的经济和人类福利损失，这是一份里程碑式的报告。《自然》《名利场》《芝加哥论坛报》《纽约时报》均表达了赞赏。肯尼思•阿罗（K.J.Arrow）、罗伯特•索洛（R.M.Solow）、詹姆斯•米尔里斯（James Mirrlees）、阿玛蒂亚•森（Amartya Sen）、约瑟夫•斯蒂格利茨（Joseph Stiglitz）等多位诺贝尔经济学奖获得者对《斯特恩报告》给予了高度评价。

“《斯特恩报告》对气候变化造成的额外经济成本和风险以及减少排放的成本和风险进行了迄今为止最彻底的分析。它清楚地表明，问题不在于我们是否负担得起采取行动的成本，而是我们是否承受得起不采取行动的后果。” 斯蒂格利茨如是评价。

联合国前秘书长科菲•安南特别顾问杰弗里•萨克斯（Jeffrey Sachs）、国际能源署前署长克劳德•曼迪（Claude Mandil）、世界银行前行长保罗•沃尔福威茨（P.Wolfowitz）等国际知名人士充分认可了《斯特恩报告》的结论，认为《斯特恩报告》是为制定有效的全球气候变化政策迈出的重要一步。

与此同时，也有一些学者对《斯特恩报告》的科学性和严谨性提出了质疑。美国普林斯顿大学经济学家理查德•托尔（Richard Tol）认为，在评估全球气候变化对水供应、农业、健康以及保险等的影响时，斯特恩选择了最为悲观的研究结论。此外，在评估海平面上升带来的影响时，忽视了防波堤等设施所起的保护作用。“这是一份很好的报告，但其中却包含了太多的假设。”

著名经济学家帕萨•达斯古普塔（Partha Sarathi Dasgupta）对《斯特恩报告》如此评价道：“斯特恩得出的应对气候变化需立即大幅度减排的结论并非科学事实，关键在于模型参数设定了0.1%的极低贴现率，而0.1%的贴现率意味着当代人必须要把收入的97.5%用于储蓄留给子孙后代，这是根本不现实的”。因此，他批评该研究报告是一份政治报告而非学术报告。

当时在耶鲁大学任教的威廉•诺德豪斯（William D.Nordhaus）认为，对气候变化的常规经济学分析显示，最优减排模式应该是初期小幅减排，中、后期待经济和技术进一步发展后再较大幅度削减，即“渐进式气候政策”，《斯特恩报告》过分夸大了风险，预设了过于极端的贴现率，使得各项参数严重偏离了现实情况。

在对《斯特恩报告》各持己见的讨论中，有一个共识是不容置疑的，那就是气候变化问题已经成为世界面临的最严重挑战之一。而《斯特恩报告》的影响也随着其引发的讨论而不断扩大并日益深远。

2008年4月，斯特恩领导的研究小组又推出了一份研究报告《气候变化全球政策制定的关键要素》。作为对《斯特恩报告》的补充和完善，这份报告再次呼吁需要全球立即行动，强调当下的拖延将给未来的治理带来难以估计的高成本，并提出气候变化全球政策制定要遵循有用、高效和公平三大要素。

2009年，斯特恩在自己的新作《地球安全愿景：治理气候变化，创造繁荣进步新时代》一书中说，《斯特恩报告》发布后对世界各国采取气候行动起到了重要的推动作用：美国时任总统小布什（Bush）在2007年的国情咨文中第一次承认气候变化是一个重大的挑战。同年，在欧盟国家首脑参加的欧洲理事会（European Council）上欧盟承诺，到2020年，相较1990年减排20%的温室气体。