미국의 참여거부와 개도국의 탄소배출량 증가로 모든 국가를 대상으로한 기후체제가 필요하게 되면서 기온상승한도를 제한하자는 합의에 이어 결국에는 기존 교토의정서를 대체하여 모든 나라가 참여하는 새로운 기후 체제가 만들어지게 되었다.
그러나 교토체제는 미국이 참여를 거부하는 등의 진통을 겪으면서 참여 국가들의 배출량이 세계 배출량의 24%에 불과하게 되고 중국·인도 등 개도국들의 배출량이 증가함에 따라, 전세계적 온실가스 감축을 위해 모든 국가들이 참여하는 기후체제의 필요성이 지속적으로 제기되었다. 이에 따라 2009년 코펜하겐 당사국총회(COP15)에서는 지구의 기온 상승을 산업화 이전 수준 대비 2℃ 이내로 제한하자는 합의가 도출되었고, 2010년 칸쿤 당사국총회(COP16)에서는 개도국의 비구속적인 2020년 감축 목표 이행에 대한 합의가 뒤따랐으며, 마침내 2011년 더반 당사국총회(COP17)에서 교토의정서의 후속으로 선진국과 개도국이 모두 참여하는 2020년 이후 신기후체제의 형성에 대한 합의가 이루어져 협상 시한이 2015년 파리 당사국총회(COP21)까지로 결정되었다.