12月21日，世界气象组织（WMO）发布通报称，今年前11个月气象数据显示，2016年全球平均气温继续保持最高，刷新2015年创下的最热纪录，将成为有记录以来最热年。
根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所、美国国家海洋和大气管理局以及欧洲中期天气预报中心最新观测报告显示，2016年年初几个月，全球气温受超强厄尔尼诺事件影响而飙升，随后数月全球平均气温也显著高于平均值。
今年前11个月的全球气温已经创下自1880年有气象观测以来的最热纪录，比上世纪同期平均值（14.0℃）高出0.94℃。在仅剩一个月的情况下，2016年极有可能打破纪录，成为最热的年份。
11月时，世界气象组织发布了2016年全球气候状况临时声明称，今年全球温度高出工业化时代之前水平约1.2℃。自有气象记录以来最热的17年中有16年出现在本世纪（1998年为另一最热年）。另外，2017年年初，世界气象组织将发布2016全球气候状况最终公报。
美国国家海洋和大气管理局观测数据显示，年初至今，美国阿拉斯加州、加拿大西部、美国北部和东部、中美洲大部、南美洲北部、非洲、亚洲南部和东南亚等地气温均破纪录。同时，全球海洋表面温度创137年来最高纪录。另外，今年北极地区正在以全球平均值两倍的速度变暖。“2016年初和10至12月冰冻期期间，北极气温格外偏高，海冰面积明显偏低。而在11月份，南极海冰面积相较常年缩减严重，是有记录以来的11月最低点。这一现象不只会对极地地区产生影响，还会影响所在半球的整个天气系统。”世界气象组织秘书长佩蒂瑞·塔拉斯说。
12月15日发布的美国气象学会公报称，研究表明，2015年发生的众多天气事件均与气候变化相关。其中，人类活动影响气候变化最有力的证据是气温相关的天气事件的发生，包括越来越严重的全球热浪以及3月北冰洋冰盖面积历史最低等。
世界气象组织表示，二氧化碳浓度不断上升、冰川融化、海冰消融等现象表明与人类活动相关的气候变化仍在加剧。佩蒂瑞·塔拉斯说，2016年全球气候非同寻常。大气中，全球二氧化碳平均浓度再创新高，超过400ppm（1ppm为百万分之一）的警示线。海洋中，不断出现的创纪录高温加剧了珊瑚礁白化现象扩散。陆地上，干旱、洪水、台风等气象灾害影响了数百万人口，制约社会经济发展。而这些灾害都与气候变化息息相关。他表示，越来越多的科学研究证明，极端天气尤其是热浪，与人类温室气体排放引起的气候变化十分相关。“因此，我们需要加大对天气预报和早期预警系统的投资，以挽救生命并提高气候变化适应能力。”