ภาวะเรือนกระจกเนื่องมาจากก๊าซเรือนกระจกหลากชนิดจากกิจกรรมของมนุษย์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศในหลายรูปแบบ ซึ่งนอกจากจะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของอากาศสูงขึ้นแล้ว ยังทำให้กระจายของความร้อน ความชื้นและปริมาณเมฆในชั้นบรรยากาศในแต่ละฤดูกาลมีความแปรปรวนผิดแผกไปจากเดิมอีกด้วย
ถึงแม้ว่าประเทศไทยอาจจะได้รับผลจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโดยเฉลี่ยน้อยกว่าอีกหลายๆ ประเทศ แต่ความแปรปรวนที่อาจจะมีมากขึ้นโดยเฉพาะปริมาณฝน จำนวนวันฝนตก ระยะเวลาการทิ้งช่วง รวมทั้งอุณหภูมิอากาศและความเร็วลม ซึ่งจะมีผลต่อการคายและการระเหยของน้ำอีกด้วย ก็อาจจะส่งผลต่อปริมาณน้ำสุทธิของแต่ละลุ่มน้ำที่แตกต่างกันไป โดยเฉพาะในบางลุ่มน้ำซึ่งอัตราการใช้น้ำต่อปริมาณน้ำต้นทุนมีสัดส่วนที่ใกล้กัน ดังนั้นประเด็นปัญหาจากการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศต่อทรัพยากรน้ำยิ่งมีความสำคัญ
