科学上的不确定性是气候风险的一个主要特征，也是全球气候治理面临的主要挑战。气候风险的影响涉及自然、社会、经济、政治、生活等领域，由此增大了作为整体的气候风险的不确定性，对各国采取气候治理措施提出了相应的要求。气候风险的不确定性体现在客观与主观两个层面。

客观上的不确定性，主要是气候观测资料的不确定性和影响因素的不确定性。1990-1950年的50年间，中国气候观测站数量极少，监测覆盖范围较小，经常由于观测站搬迁、观测时次变更等原因，导致监测中断、监测资料缺失。[6]这样的问题目前在很多国家仍不同程度存在。由于气候系统的极端复杂性及现有科技手段的有限性，人类无法准确预测自然因素对气候变化的影响程度以及人为原因导致气候变化的程度。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，以下简称IPCC）研究认为，全球升温很可能是由于二氧化碳等温室气体浓度增大所致；只有将人为活动产生的二氧化碳等温室气体排放量纳入气候变化应对中，才能对全球升温问题作出较为科学合理的解释。[7]但也有观点认为，从更长的视距来看，气候变化是地球自然生态系统的正常现象，与人类活动关系不大。[8]与洪水、海啸、地震等传统自然灾害不同，气候变化导致的自然灾害和生态破坏问题并不迅速显现，生态系统对气候变化的反应往往比较迟缓，在相当长的时间内不易察觉。由于气候变化造成损害的隐蔽性，一些国家在应对气候变化问题上采取较为消极的态度，一些国家仍适用传统的法律机制应对气候变化，应对效果不够理想。

与气候风险在客观层面的不确定性相对应，人类认识的局限性及认知差异带来主观层面的不确定性。主观不确定性的程度会在“完全确定”到“几乎完全缺乏可信度”的范围内不断变化，主要体现在科学研究、决策标准、公众认识等方面。在科学研究方面，近年来IPCC发布的气候变化评估报告屡遭质疑。究其原因，一是该报告基于现有科学技术水平，难以对长期以来的气候变化情况进行全面分析，也难以对未来气候变化的趋势进行准确预测；二是由于人类认知能力有限，数据分析和预测能力具有阶段性和局限性。人们对这一具有较高权威性的评估报告尚且有疑问，对其他关于气候变化的研究结论的争议更大。在决策标准方面，尽管大多数国家对气候变化影响人类生产生活和生态系统持肯定态度，但在气候风险的严重程度、减排责任承担等方面存在较大分歧，出于经济发展和社会需求等方面因素考虑，各国政府制定应对气候变化政策时所依据的标准存在差异。[9]在公众认识方面，受生活环境、教育背景、收入水平等因素影响，公众对气候变化的风险存在认识分歧，这直接或间接地影响政府为应对气候变化而采取措施的积极性。[10]在世界上有些地方，相当一部分社会主体还在为基本生存问题忧虑，没有动力去考虑将来气候变化会引起什么后果，从而不会积极参与气候治理。上述三方面因素相互影响、综合作用，加剧了某些领域、某些时期国际社会对气候治理的认识差异以及各国在此基础上采取措施的差异性，在相当程度上影响全球气候治理的进行。