La sensibilité climatique à l'équilibre (ECS) est le réchauffement qui serait atteint après un doublement du CO₂ (de 280 à 560 ppm) et un retour à l'équilibre du système. Le GIEC AR6 l'estime à 2,5-4 °C (meilleure estimation : 3 °C).
Cette fourchette d'incertitude provient principalement des rétroactions des nuages, de la glace et de la vapeur d'eau. Une sensibilité de 3 °C implique qu'au rythme actuel d'émissions, nous atteindrons +2 °C au-dessus du préindustriel vers 2040-2050. Chaque dixième de degré supplémentaire a des conséquences amplifiées.