人類第一部限制各國溫室氣體排放的國際法案，全稱是《聯合國氣候變化框架公約的京都議定書》，由聯合國氣候大會于1997年12月在日本京都通過。其目標是將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平，進而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害。2011年12月11日，在南非舉行的《聯合國氣候變化框架公約》第17次締約方會議最終通過決議，建立德班增強行動平臺特設工作組，決定實施《京都議定書》第二承諾期并啟動綠色氣候基金。

　　《京都議定書》需要占1990年全球溫室氣體排放量55%以上的至少55個國家和地區批準之后，才能成為具有法律約束力的國際公約。中國于1998年5月簽署并于2002年8月核準了該議定書。歐盟及其成員國于2002年5月31日正式批準了《京都議定書》。目前已有170多個國家批準加入了該議定書。2007年12月，澳大利亞簽署《京都議定書》，至此世界主要工業發達國家中只有美國沒有簽署《京都議定書》。

　　截至2004年，主要工業發達國家的溫室氣體排放量在1990年的基礎上平均減少了3.3%，但世界上最大的溫室氣體排放國美國的排放量比1990年上升了15.8%。2001年，美國總統布什剛開始第一任期就宣布美國退出《京都議定書》，理由是議定書對美國經濟發展帶來過重負擔。

　　2007年3月，歐盟各成員國領導人一致同意，單方面承諾到2020年將歐盟溫室氣體排放量在1990年基礎上至少減少20%。2009年7月，八國集團領導人表示，愿與其他國家一起到2050年使全球溫室氣體排放量至少減半，并且發達國家排放總量屆時應減少80%以上。經濟大國能源安全和氣候變化論壇領導人會議發表宣言，強調將全力應對氣候變化帶來的挑戰。

　　2012年之后如何進一步降低溫室氣體的排放，即所謂“后京都”問題是在內羅畢舉行的《京都議定書》第2次締約方會議上的主要議題。2007年12月15日，聯合國氣候變化大會產生了“巴厘島路線圖”，“路線圖”為2009年前應對氣候變化談判的關鍵議題確立了明確議程。

　　《京都議定書》建立了旨在減排溫室氣體的三個靈活合作機制——國際排放貿易機制、聯合履行機制和清潔發展機制。以清潔發展機制為例，它允許工業化國家的投資者從其在發展中國家實施的并有利于發展中國家可持續發展的減排項目中獲取“經證明的減少排放量”。

　　2005年2月16日，《京都議定書》正式生效。這是人類歷史上首次以法規的形式限制溫室氣體排放。為了促進各國完成溫室氣體減排目標，議定書允許采取以下四種減排方式：

　　一、兩個發達國家之間可以進行排放額度買賣的“排放權交易”，即難以完成削減任務的國家，可以花錢從超額完成任務的國家買進超出的額度。

　　二、以“凈排放量”計算溫室氣體排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的數量。

　　三、可以采用綠色開發機制，促使發達國家和發展中國家共同減排溫室氣體。

　　四、可以采用“集團方式”，即歐盟內部的許多國家可視為一個整體，采取有的國家削減、有的國家增加的方法，在總體上完成減排任務。