لقد كان لتغير المناخ تأثير كبير ومباشر على الحيوانات البرية، وذلك لكونه محركًا رئيسيًا لعمليات ظهور كائنات جديدة وعمليات الانقراض. وأفضل مثال معروف على ذلك هو تدهور الغابات المطرية المكونة للفحم، الذي حدث قبل 350 مليون عام. أهلك هذا الحدث الحيوانات البرمائية وحفّز تطور الزواحف.
تغير المناخ هو حدث طبيعي يتكرر عبر التاريخ. ومع ذلك، وبسبب تزايد انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض، حدث تغير مفاجئ في المناخ. من المحتمل أن الغازات الدفيئة بشرية المنشأ، هي من أثرت تأثيرًا كبيرًا على المناخ العالمي منذ نحو 8,000 قبل الحاضر (فان هوف 2006).
كان للحيوانات ردود أفعال معينة تجاه التغير المناخي. تستجيب جميع أنواع الكائنات للتغيرات المناخية إما عن طريق الهجرة أو التكيف، ولكنها تواجه الموت في حال عدم بلوغها أحد الخيارين. يمكن لهذه الهجرات أحيانًا أن تتبع درجة الحرارة والارتفاع والتربة المفضلة للحيوان. تتحرك التضاريس أيضًا بسبب تغير المناخ. يمكن أن يكون التكيف إما وراثيًا أو فينولوجيًا، ويمكن أن يندثر نوع محلي فقط (دراسة الأحداث البيولوجية) أو نوع كامل في كل مكان، وتُعرف هذه العملية باسم الانقراض.
من المتوقع أن تؤثر التغيرات المناخية على الكائنات الحية الفردية والجماعية وتوزيعات الأنواع وتكوين النظام الإيكولوجي، وتعمل بشكل مباشر (على سبيل المثال، زيادة درجات الحرارة والتغيرات في هطول الأمطار) وبشكل غير مباشر (من خلال تغير شدة المناخ وتكرار الاضطرابات مثل حرائق الغابات والعواصف الشديدة) (الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ 2002).
لدى كل كائن حي مجموعة مميزة من الأولويات أو المتطلبات، نمط حياتي وتنوع حيوي مرتبط بتنوع نمط بيئات الحيوانات الملائمة. ويمكن أن يشمل هذا أو يتأثر بدرجات الحرارة والجفاف وتوافر الموارد ومتطلبات العيش وتجزؤ الموطن والفرائس وخصائص التربة والمنافسين والمُلقحات. منذ أن كانت العوامل المشّكلة للبيئة الملائمة، معقدة ومترابطة فيما بينها، تكبدت البيئات الملائمة للعديد من الحيوانات آثار التغير المناخي (بارميزان يوهي 2003).
أظهرت إحدى الدراسات التي أجراها كاميل بارميزان وجاري يوهي من جامعة تكساس في أوستن، البصمة العالمية للتغير المناخي على النظم الطبيعية. سُجلت نتائج تحاليلهم العالمية لثلاثمئة وأربع وثلاثين نوعًا لإثبات الارتباط بين الأنماط التي تتوافق مع تغير المناخ العالمي في القرن العشرين. باستخدام «مستويات الثقة» اللجنة الدولية للتغيرات المناخية، أثبتت هذه الدراسة تغيرات سلوكية مهمة غير عشوائية بسبب تغير المناخ العالمي مستوى ثقة عال جدًا (> 95%). علاوة على ذلك، أظهرت دقة التغير في الأنواع تغيرًا متوقعًا للأنواع استجابة لتغير المناخ بنسبة 74-91 %.