Biến đổi khí hậu thay đổi các yếu tố như nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm khí quyền từ đó làm biến đổi điều kiện sinh sống của các loài sinh vật. Kết quả là nhiều loài sinh vật bị biến mất do không thể thích nghi với điều kiện mới, ngược lại một số loài lại có xu hướng tăng lên (UNDP, 2015). Trong những năm gần đây, nhiều loài sâu bệnh có khả năng thích ứng tốt với biến đổi khí hậu đã gia tăng về số lượng và tác động xấu đến cây trồng. Chúng gây ra hàng loạt các dịch bệnh như rầy nâu, vàng lùn, lùn xoắn lá ở vùng đồng bằng sông Cửu Long, điều này tác động trực tiếp đến khả năng thâm canh, tăng vụ và làm giảm sản lượng lúa (UN, CRS and Save the Children, 2020).
Biến đổi khí hậu có thể tác động đến cây trồng thông qua thay đổi lịch thời vụ, cấu trúc mùa, quy hoạch vùng, kỹ thuật tưới tiêu, sâu bệnh hại; suy thoái chất lượng tài nguyên đất và nước dẫn đến giảm năng suất cây trồng (FAO & UNDP, 2020). Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu còn góp phần làm giảm đa dạng sinh học và tăng nguy cơ diệt chủng của nhiều loài sinh vật từ đó làm mất các nguồn gen quý hiếm phục vụ cho sản xuất nông nghiệp (Vien T.D, 2011).
Tại Việt Nam, nhiệt độ tăng khiến hạn hán trở lên phổ biến, tác động trực tiếp đến sự phân bố và năng suất cây trồng. Theo đánh giá của ADB, nếu nhiệt độ tăng thêm 1°C, năng suất lúa sẽ giảm 10%, thực trạng trên sẽ đe dọa nghiêm trọng đến an ninh lương thực quốc gia và ảnh hưởng đến hàng chục triệu người dân Việt Nam (ADB, 2013). Theo kết quả nghiên cứu của Viện Môi trường nông nghiệp, biến đổi khí hậu làm giảm năng suất một số loại cây trồng chủ lực. Cụ thể, năng suất lúa vụ xuân sẽ giảm 0,41 tấn/ha vào năm 2030 và 0,72 tấn vào năm 2050. Năng suất cây ngô có nguy cơ giảm 0,44 tấn/ha vào năm 2030 và 0,78 tấn vào năm 2050. Trong đó, năng suất lúa của vụ xuân có xu hướng giảm mạnh hơn so với năng suất lúa của vụ mùa; năng suất ngô vụ đông có xu hướng tăng ở đồng bằng Bắc Bộ và giảm ở Trung Bộ và Nam Bộ (Monre, 2022).