물리적 리스크로 기후변화로 인하여 석유 및 천연가스 상류부문 설비에 대한 직접적 손실과 생산성 감소를 초래할 수 있다. 또한 이는 자본비용을 증가시켜 경제적 리스크를 심화시킬 수도 있다. 한 예로 BP는 기후변화는 아니었지만 원유 유출 사태로 투자자들에게 소송을 제기당했었다. 
물리적 리스크의 석유 천연가스 상류부문에 대한 영향을 기후요인별로 살펴보면 다음과 같다. 먼저 기후변화로 인한 해수면 상승과 허리케인, 태풍 등의 열대성 저기압의 강도 증가, 파고 등의 파랑 변화, 홍수 등의 기상재해는 해양 및 해안가, 육상의 시추, 생산설비에 대한 직접적인 물리적 손실과 이로 인한 조업중단, 복구비용, 보험비용 등의 막대한 운영 및 자본비용 증가, 생산성(능력) 감소 등을 초래할 수 있다. Acclimatise(2009)에 따르면, 2007년 가을 북해에서 발생한 폭풍으로 인해 노르웨이의 석유 생산량이 10% 감소하였다. 더욱이 이러한 물리적 리스크는 정부의 설비안전 및 보건규제 강화로 이어질 수 있으며, 이는 상당한 자본비용 증가를 가져와 상류부문의 경제적 리스크를 심화시킬 수 있다. 또한 이들 리스크에 대한 적절한 대응 실패로 막대한 경제적 손실을 입었을 경우 이는 기업의 운영능력에 대한 평판 하락으로 이어져 투자자들의 외면을 받을 수 있으며 손실책임을 둘러싼 운영권자와 지분참여기업 간 법정 소송으로 번질 수도 있다. 실제로 2010년 BP는 기후변화로 인한 사고는 아니지만 미국 멕시코만 원유 유출 사태로 투자자인 미국 오하이오 연금펀드(Ohio pension fund)와 미구 뉴욕주공동퇴직기금(New York State Common Retirement Fund)으로부터 소송을 제기 당하였다.