Approvato nel 1997 ha introdotto obiettivi di riduzione delle emissioni giuridicamente vincolanti per i paesi sviluppati. Il secondo periodo di adempimento del protocollo di Kyoto è iniziato il 1º gennaio 2013 e si concluderà nel 2020. Vi aderiscono 38 paesi sviluppati, compresa l'UE e i suoi 28 Stati membri. Tale periodo rientra nell'emendamento di Doha, nell'ambito del quale i paesi partecipanti si sono impegnati a ridurre le emissioni di almeno il 18% rispetto ai livelli del 1990. L'UE si è impegnata a diminuire le emissioni in tale periodo del 20% rispetto ai livelli del 1990. La principale lacuna del protocollo di Kyoto è che richiede unicamente ai paesi sviluppati di intervenire. Inoltre, considerando che gli Stati Uniti non hanno mai aderito al protocollo di Kyoto, che il Canada si è ritirato prima della fine del primo periodo di adempimento e che Russia, Giappone e Nuova Zelanda non prendono parte al secondo periodo, tale strumento si applica attualmente solo a circa il 14% delle emissioni mondiali. Oltre 70 paesi in via di sviluppo e sviluppati hanno tuttavia assunto vari impegni non vincolanti intesi a ridurre o limitare le rispettive emissioni di gas a effetto serra.