京都议定书是国际环境合作中具有里程碑性质的模式，但由于种种原因，探索新的气候变化合作机制被越来越多的国家关注，选择或双边、或多边、或封闭、或开放的新的合作，形成相应的协定。例如，美国在联合国气候变化谈判之外分别发起了“氢能经济国际伙伴计划”、“碳收集领导人论坛”、“甲烷市场化伙伴计划”、“第四代国际论坛”、“再生能源与能源效益伙伴计划”以及前述的《亚太清洁发展和气候新伙伴计划意向宣言》等；加拿大政府将20国集团财政部长会议的模式延伸到气候变化，探讨20国集团（20个排放大国）领导人会议的模式，形成一种国际气候制度。这些游离在联合国气候变化框架公约之外的合作机制，优点是简单易行，决策效率较高。但其弊端是涵盖范围有限，所确定的义务不具有法律约束力，其执行完全靠自觉行动。因此，对新的气候变化合作机制的探讨，实际上是对气候变化框架公约和京都议定书的补充和推动，不可能替代气候变化框架公约和京都议定书。中国在参加这些区域组织时，也都首先声明这些合作不能够替代气候变化框架公约和京都议定书，而应该是促进公约和议定书的执行。