Η κλιματική αλλαγή αποτελεί σημαντικό παράγοντα εξαφάνισης ειδών, με την απώλεια ενδιαιτημάτων, την άνοδο της στάθμης της θάλασσας και τις ακραίες θερμοκρασίες να πιέζουν το οικοσύστημα. Ενώ πολλές εξαφανίσεις είναι αποτέλεσμα συνδυαστικών αιτιών, ορισμένα είδη έχουν ήδη κηρυχθεί επίσημα εξαφανισμένα κυρίως λόγω της κλιματικής αλλαγής. Είδη που έχουν εξαφανιστεί λόγω της κλιματικής αλλαγής.

- Bramble Cay melomys (Melomys rubicola): Αυτό το μικρό τρωκτικό από την Αυστραλία θεωρείται το πρώτο θηλαστικό που εξαφανίστηκε παγκοσμίως ως άμεση συνέπεια της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας και οι καταιγίδες κατέστρεψαν το μοναδικό ενδιαίτημά του σε ένα μικρό νησί του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Υφάλου (Bramble Cay), περιορίζοντας τη βλάστηση κατά 97%. Η εξαφάνιση επιβεβαιώθηκε επίσημα το 2019.
- Χρυσός Βάτραχος (Incilius periglenes): Ενδημικό είδος της Κόστα Ρίκα, που θεωρείται θύμα της κλιματικής αλλαγής. Οι μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες και η ξηρασία, που συνδέονται με την άνοδο της θερμοκρασίας, κατέστρεψαν τα σημεία αναπαραγωγής του στο δάσος νεφών, οδηγώντας το στην εξαφάνιση.
- Σαύρες/Ερπετά (Christmas Island blue-tailed skink): Είδη που έχουν κηρυχθεί εξαφανισμένα από την άγρια φύση (extinct in the wild) λόγω περιβαλλοντικών αλλαγών, συμπεριλαμβανομένων αυτών που σχετίζονται με την κλιματική αποσταθεροποίηση.
- Hawaiian Birds (Πτηνά της Χαβάης): Πολλά είδη πτηνών στη Χαβάη έχουν εξαφανιστεί (π.χ. 8 είδη που αφαιρέθηκαν από την πράξη απειλούμενων ειδών των ΗΠΑ), με την κλιματική αλλαγή να αυξάνει τις ασθένειες (π.χ. ελονοσία των πτηνών μέσω κουνουπιών) σε μεγαλύτερα υψόμετρα.

Είδη που απειλούνται άμεσα με εξαφάνιση (Κόκκινη Λίστα IUCN/WWF):
- Πολική Αρκούδα: Λόγω της τήξης των πάγων στην Αρκτική.
- Θαλάσσιες Χελώνες (π.χ. Πράσινη Χελώνα): Η άνοδος της θερμοκρασίας στην άμμο επηρεάζει το φύλο των μικρών κατά την εκκόλαψη.
- Δελφίνια Γλυκού Νερού: Σε κίνδυνο λόγω ξηρασίας και μεταβολών στα ποτάμια συστήματα.
- Κοράλλια: Πάνω από 44% των κοραλλιογενών υφάλων απειλούνται λόγω της οξίνισης και της υπερθέρμανσης των ωκεανών.
Σύμφωνα με μελέτες, η κλιματική αλλαγή επιδεινώνει τις συνθήκες για πάνω από 6.700 είδη που κινδυνεύουν, ενώ το 27% των ειδών ζώων και φυτών βρίσκεται σε κίνδυνο λόγω του φαινομένου.