L'élévation du niveau de la mer est une des conséquences attendues d'un réchauffement global ; elle serait causée principalement par la fonte partielle des glaciers et par la dilatation thermique de la tranche d'eau superficielle des océans et des mers. La valeur la plus probable à l'horizon de l'an 2100 est une hausse autour de 50 cm.
Les impacts possibles de cette élévation sont de plusieurs ordres : submersion, accentuation de l'érosion, réduction du volume des eaux douces souterraines.
Le réchauffement planétaire ferait fondre de grandes quantités de glace, ce qui entraînerait une élévation du niveau de la mer. Il y aurait donc des inondations dans les villes en bordure de mer. Il est fort probable que les îles à basse altitude telles que les îles Maldives ou les atolls de l'océan pacifique disparaîtront de la carte. En d'autres endroits du globe, les ports, les sites culturels, les sites historiques implantés en bordure de mer et des plages touristiques courent également un grand danger. Il est clair, par ailleurs, que les infrastructures telles que les digues, les brise-lames devront être adaptés au fur et à mesure que le niveau de la mer augmentera. Les marais et les estuaires jouent souvent un rôle important dans la prévision des inondations ; par ailleurs ils abritent généralement une faune et une flore d'un très grand intérêt. Toutefois, s'ils sont constamment immergés suite à l'élévation du niveau du niveau de la mer, ils ne pourront plus exercer cette fonction de drainage, ce qui signifierait la disparition de tout ce biotope.
Plusieurs pays cultivent également les aliments dont ils ont besoin pour leur survie dans le delta des rivières, qui risquent eux aussi de disparaître, notamment à hauteur de l'Amazone, du Gange, du Mississippi.
En France, l'élévation du niveau de la mer provoquerait l'inondation permanente des espaces côtiers aujourd'hui à peine ou incomplètement immergés.