De instrumentelle temperaturregistrene gir temperaturen til klimasystemet på jorden fra de historiske nettverksmålingene in situ av lufttemperaturen på overflaten og temperaturen på havoverflaten. Data samles inn fra tusenvis av værstasjoner, bøyer og skip over hele verden. Den eldste temperaturregistreringen er en serie meteorologiske data i England, som begynte i 1659. Det har blitt tatt nesten-planetariske poster siden 1850. De siste tiårene har ytterligere prøvetaking av temperaturen i havet på forskjellige dybder begynt å tillate estimering. av varmeinnholdet i havet, men disse målingene er ikke en del av de globale datasettene for overflatetemperatur.
Det globale gjennomsnittet og den kombinerte land- og havoverflatetemperaturen viser en oppvarming på 0,85 ° C [0,65 til 1,06 ° C] mellom 1880 og 2012, basert på flere uavhengig produserte datasett. Dette gir en trend på 0,064 ± 0,015 ° C per tiår i løpet av denne perioden. Den oppadgående trenden er raskere for land enn for hav, raskere for arktiske regioner og raskere siden 1970-tallet.