Tropische Wälder sind einer der größten Speicher von CO2 weltweit. 46 Prozent des gesamten terrestrisch gebundenen Kohlenstoffes ist im Wald zu finden, davon 37 Prozent im Tropenwald. Im Gegensatz zu den Wäldern der gemäßigten Breiten ist in den Tropen nicht der Großteil des Kohlenstoffes im Waldboden (Wurzeln, organische Masse in den Böden), sondern in der oberirdischen Vegetation gebunden und wird bei Abholzung des Tropenwaldes freigesetzt. Der Amazonas speichert zum Beispiel die Menge an Kohlenstoff, die im Moment weltweit in 15 Jahren freigesetzt wird. Die Rolle des Waldes als Senke (Aufnahmeort) von CO2 ist unter Wissenschaftlern noch umstritten, weil abhängig von lokaler Temperatur und Niederschlag CO2 aufgenommen oder abgegeben werden können.

Mit einer Änderung der Temperatur und des Niederschlags hat der Klimawandel auch starke Auswirkungen auf den Tropenwald selbst. Durch den gleichzeitig hohen Nutzungsdruck durch die Menschen wird es immer wahrscheinlicher, dass weitere Arten aussterben. Die hohe Artenvielfalt der Regenwälder geht damit verloren. Eine Anpassung der Natur an veränderte Umweltbedingungen wird so immer schwieriger und der Wald kann seine wichtigen Ökosystemfunktionen (Wasserspeicher für den lokalen Kreislauf, Verhinderung von Erdrutschen und Erosion, Lieferant wichtiger Medizinalpflanzen und Nahrungsmittel) nicht mehr ausfüllen.