Hoewel de exacte veranderingen moeilijk te projecteren zijn, is het zeer waarschijnlijk dat sommige plaatsen droger worden terwijl andere plaatsen natter worden in de loop van de 21ste eeuw als gevolg van opwarming van de aarde. De huidige klimaatmodellen geven bijvoorbeeld aan dat met de opwarming van de aarde, hoge breedtegraden op het noordelijk halfrond waarschijnlijk meer neerslag zullen zien.

Er kunnen ook veranderingen in soorten neerslag optreden. Sommige neerslag kan verschuiven naar regen in plaats van sneeuw. Dit zou het sneeuwpakket in de bergen verminderen en de timing en hoeveelheid seizoensafvoer beïnvloeden. Veranderingen in de patronen van afvloeiing in de lente van grote met sneeuw gevoede riviersystemen, zoals die welke uit de Himalaya stromen, zullen van invloed zijn op het leven en het levensonderhoud van meer dan een miljard mensen die afhankelijk zijn van door sneeuwsmelt gevoede rivieren voor huishoudelijk, landbouw- en industrieel gebruik.

Terwijl de aarde opwarmt, zal ook de oceaan dat doen. Als water opwarmt, zet het uit. Uitbreiding van het verwarmende water vormt ongeveer de helft van de huidige zeespiegelstijging. De rest van de zeespiegelstijging waar we momenteel getuige van zijn, is het resultaat van sneeuw en ijs op het land dat in de oceaan smelt. Verwacht wordt dat de smeltwatercomponent van de zeespiegel een belangrijkere component van de zeespiegelstijging zal uitmaken naarmate deze eeuw vordert. In het rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change uit 2013 werd tussen 1901 en 2010 een stijging van de zeespiegel met 0,19 m geconstateerd, en in deze eeuw een extra stijging van 0,52-0,98 m. Recent onderzoek suggereert echter dat de hoeveelheid smeltende gletsjers aanzienlijk groter zou kunnen zijn, waardoor de zeespiegel een meter of meer zou stijgen. Eilandstaten met een geringe hoogte boven zeeniveau zijn in gevaar, evenals veel landen met een grote kustbevolking, zoals de Verenigde Staten. Nederzettingen in het laagland zullen voor de keuze staan: of ze de lijn vasthouden met aangelegde constructies of zich terugtrekken in hoger gelegen gebieden.