蓝皮书指出，全球变暖趋势进一步持续，中国是全球气候变化的敏感区。据世界气象组织最新发布的信息，2018年全球平均温度比1981年到2010年平均值偏高0.38℃，较工业化前水平高出约1℃，过去5年（2014年到2018年）是有完整气象观测记录以来最暖的5个年份。蓝皮书也显示，2018年亚洲陆地表面平均气温比常年值偏高0.58℃，是1901年以来的第五暖年份。1901年到2018年，中国地表年平均气温呈显著上升趋势，近20年是20世纪初以来的最暖时期，2018年中国属异常偏暖年份。1951年到2018年，中国年平均气温每10年升高0.24℃，升温率明显高于同期全球平均水平。
国家气候中心高级工程师王朋岭认为，中国地表年平均气温呈明显上升趋势是全球气候变化的区域响应。“气候变化是人为和自然外强迫以及气候系统内部变率共同驱动的，前者包括温室气体、气溶胶、太阳活动、火山活动、土地利用变化（包括城市化）等，后者包括大尺度海洋自然变率如ENSO和PDO等年际、年代尺度及更长时间尺度的内部气候变率。”
国家气候中心对中国区域气候变化归因研究结论表明，中国近50年气候变化是由人类活动造成的温度上升趋势迭加自然的气候波动共同造成的。同时，从20世纪70年代到21世纪初中国变暖速率加大，其中快速的城市化对某些局地温度升高可能亦有不同程度的影响。
除气候变暖趋势明显外，蓝皮书还显示，1961-2018年，中国极端高温事件发生频次的年代际变化特征明显，极端日降水量事件的频次呈增加趋势，20世纪90年代后期以来登陆中国台风的平均强度明显增强，高温热浪、低温冷冻、干旱、强降水、洪涝、台风、沙尘暴等各类极端天气气候事件普遍存在，影响广泛。同时，1961-2018年，中国气候风险指数总体呈升高趋势，阶段性变化明显，20世纪70年代末以来波动上升。
王朋岭认为，极端天气气候事件的变化，既受气候系统内部变率的影响，又受到自然外强迫和人为外强迫（温室气体和气溶胶排放、土地利用/土地覆被的变化等）的影响。已有研究表明，人类活动可能是造成中国极端高温变化的首要驱动因子。国家气候中心对2013年夏季发生于中国东部地区的持续高温热浪事件的检测和归因研究结论亦显示，人类活动影响起着关键作用，它使该类高温热浪事件发生的概率增加60倍。
此外，蓝皮书还涉及中国平均年降水量、中国平均风速和日照时数、全球平均海表温度、植被指数等多项内容。
1961年到2018年，中国平均年降水量呈微弱的增加趋势，降水变化趋势区域差异明显，青藏地区降水呈显著增多趋势，而西南地区降水总体呈弱的减少趋势；中国平均风速和日照时数呈下降趋势，≥10℃的年活动积温呈显著增加趋势；中国松花江、长江、珠江、东南诸河和西北内陆河流域地表水资源量总体表现为增加趋势，辽河、海河、黄河、淮河和西南诸河流域则表现为减少趋势。
1870年到2018年，全球平均海表温度表现为显著升高趋势，并伴随年代际变化特征，2000年之后全球平均海表温度持续偏高。1980年到2017年，中国沿海海平面呈波动上升趋势，2017年中国沿海海平面较1993年到2011年平均值高58毫米，为1980年以来的第四高位。
2018年全国平均植被指数与2011年到2017年的平均值相接近，冬季、春季和夏季植被指数较2011年以来的同期平均值均略有上升。
