在厄尔尼诺的推动下，2016 年开局强劲。从 1 月到 8 月连续八个月，全球经历了创纪录的高温。
以此为催化剂，根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）国家环境信息中心（NCEI）科学家的数据，2016 年全球平均地表温度成为自 1880 年开始有记录以来最高的一年。
2016 年全球陆地和海洋表面的平均温度为 58.69 华氏度（约 14.83 摄氏度），比 20 世纪平均水平高出 1.69 华氏度（约 0.94 摄氏度）。这一数值超过了去年的纪录，高出 0.07 华氏度（约 0.04 摄氏度）。自 21 世纪初以来，全球年度温度纪录已被打破五次——分别在 2005 年、2010 年、2014 年、2015 年和 2016 年。
尽管受当年后期弱拉尼娜现象的降温影响，全球仍以有记录以来第三暖的 12 月收官，平均气温比 20 世纪平均水平高出 1.42 华氏度（约 0.79 摄氏度）。
在同一时间发布的另一项全球温度数据分析中，NASA 科学家也发现 2016 年是史上最热的一年。
2016 年全球平均海表温度创下历史新高，比平均值高 1.35 华氏度（约 0.75 摄氏度）；全球平均陆表温度也创下历史新高，比平均值高 2.57 华氏度（约 1.43 摄氏度）。北美洲迎来史上最热一年；南美洲和非洲为第二热；亚洲和欧洲为第三热；澳大利亚为第五热。
该年度北极海冰的平均范围为 392 万平方英里（约 1015 万平方公里），是 1979 年开始有记录以来最小的年均值。该年度南极海冰的平均范围为 431 万平方英里（约 1116 万平方公里），是自 1979 年开始有记录以来第二小的年均值。
北极海冰的消失开启了北部贸易航线全年通航的可能性，这将节省亚洲与欧洲及美洲之间航线的航行时间和燃料消耗。