Hiện tượng dẫn đến nước biển dâng trong biến đổi khí hậu toàn cầu là sự tăng nhiệt đới. Khi khí hậu toàn cầu tăng nhiệt, nhiệt độ của nước biển cũng tăng lên. Khi nhiệt độ nước biển tăng, nước biển mở rộng và dẫn đến tăng mực nước biển. Ngoài ra, sự tan chảy của băng và tuyết ở các vùng cực cũng góp phần làm tăng mực nước biển.