Selv om de eksakte endringene er vanskelige å projisere, er det høyst sannsynlig at noen steder blir tørrere mens andre steder blir våtere i løpet av det 21. århundre som et resultat av global oppvarming. For eksempel indikerer nåværende klimamodeller at med global oppvarming vil sannsynligvis høye breddegrader på den nordlige halvkule sannsynligvis se mer nedbør.

Endringer i typer nedbør kan også forekomme. Noe nedbør kan skifte til regn i stedet for snø. Dette vil redusere fjellsnøpakken og påvirke tidspunktet og mengden av sesongavrenning. Endringer i mønstrene for våravrenning fra store snømatede elvesystemer, som de som strømmer fra Himalaya, vil påvirke livet og levebrødene til opp mot en milliard mennesker som er avhengige av snøsmeltede elver for innenlandske, landbruks- og industrielle bruk.

Når jorden blir varm, vil også havet gjøre det. Når vannet varmes opp utvides det. Utvidelse av oppvarmingsvann utgjør omtrent halvparten av den nåværende økningen i havnivået. Resten av havnivåstigningen vi er vitne til for øyeblikket er resultatet av landbasert snø og is som smelter i havet. Smeltevannskomponenten av havnivået forventes å utgjøre en mer signifikant komponent av havnivået når dette århundret utspiller seg. 2013 mellomstatlige panel for klimaendringer fant en 0,19 m økning i havnivået mellom 1901 og 2010 og anslått ytterligere 0,52-0,98 m av havnivåstigning i løpet av dette århundret. Nyere forskning antyder imidlertid at mengden issmelting kan være betydelig større, og øke havnivået en meter eller mer. Øynasjoner med liten høyde over havet er i fare, det samme er mange land med store kystpopulasjoner, som for eksempel USA. Lavlands bosetninger vil bli stilt overfor et valg: om å holde linjen med konstruerte strukturer eller trekke seg tilbake til høyere grunn.