هناك سببان رئيسيان لارتفاع مستوى سطح البحر وكلاهما ناتج عن الحرارة:[1] [3]
المياه على سطح الأرض من جهة: من مياه الأمطار والأنهار والصفائح الجليدية عبارة عن كتل كبيرة من الجليد تقع على الأرض، حيث لها دور كبير في ارتفاع مستوى سطح البحر، ويترافق معه ارتفاع في درجات الحرارة في الكوكب، مما يؤدي لذوبان هذا الجليد ويصب في مياه البحار أو المحيطات، زيادة المياه في المحيطات تجعل مستوى سطح البحر أعلى.
التيارات المائية الدافئة من جهة أخرى: تؤثر التيارات المائية الدافئة في ارتفاع درجة حرارة المحيطات، حيث إن المياه الدافئة تحتل مساحة أكبر في المحيطات الأمر الذي يجعل مستويات سطح البحر أعلى، حيث إن هذان العاملان مجتمعين معاً أدوا إلى رفع مستوى سطح البحر بحوالي 7 إلى 8 بوصات (حوالي 16 إلى 21 سم) منذ عام1900م إلى الآن، حيث تعد هذه مشكلة كبيرة لملايين الأشخاص الذين يعيشون في مجتمعات بالقرب من الساحل.
التمدد الحراري: عندما يسخن الماء يتمدد يُعزى حوالي نصف ارتفاع مستوى سطح البحر خلال الـ 25 العام الماضية إلى احتلال المحيطات الأكثر دفئاًمساحة أكبر.
ذوبان الأنهار الجليدية: تذوب الأنهار الجليدية الكبيرة والجبال الجليدية بشكل طبيعي قليلاً كل فصل صيف، ففي قصل الشتاء تكون الثلوج على الجبال وفي الأنهار بشكل أساسي ففي الصيف تتحول الثلوج لمياه متبخرة بفعل الحرارة، حيث تقوم برفع منسوب ماء البحر، ففي الآونة الأخيرة أدى الارتفاع المستمر في درجات الحرارة الناجم عن الاحتباس الحراري إلى ذوبان صيفي أكبر من المتوسط بالإضافة إلى تناقص تساقط الثلوج بسبب فصول الشتاء المتأخرة والينابيع المبكرة، يؤدي ذلك إلى عدم التوازن بين الجريان السطحي وتبخر المحيط، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات سطح البحر.
فقدان الصفائح الجليدية في جرينلاند وأنتاركتيكا:كما هو الحال مع الأنهار الجليدية الجبلية، تتسبب زيادة الحرارة في ذوبان الصفائح الجليدية الضخمة التي تغطي جرينلاند “الجزيرة الخضراء” والقارة القطبية الجنوبية بسرعة أكبر، كما يعتقد العلماء أن المياه الذائبة من الأعلى ومياه البحر من الأسفل تتسرب تحت الصفائح الجليدية في جرينلاند، حيث إن هذا الأمر سوف يؤدي بشكل فعال إلى تزييت مجاري الجليد ويتسبب في تحركها بسرعة أكبر في البحر، في حين أن الذوبان في غرب القارة القطبية الجنوبية قد جذب نركيزاً كبيراً من العلماء، خاصة مع كسر عام 2017 في الجرف الجليدي لارسن سي، فإن الأنهار الجليدية في شرق القارة القطبية الجنوبية تظهر أيضاً علامات عدم الاستقرار.