Во время пожаров в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, это оказывает значительное влияние на климатическую систему планеты. В год выбросы парниковых газов (водяной пар, углекислый газ, метан, озон) от лесных пожаров могут достигнуть 400 млн тонн. Много углекислого газа попадает в атмосферу при горении леса, но еще больше — при торфяных пожарах. Кроме того, углекислый газ образуется и после пожаров: он выделяется в процессе разложения пострадавших деревьев.

Согласно данным исследований, состав углеродных выбросов включает углекислый газ (84,6%), угарный газ (8,2%), метан (1,1%), неметановые углеводороды (1,2%), органический углерод (1,2%), элементарный углерод (0,1%) и твердые частицы (3,5%). Чем больше в атмосфере углекислого газа, тем больше «нагревается» Земля. Однако, несмотря на меньшую массу выбросов, метан воздействует на глобальное потепление в 25 раз сильнее углекислого газа.

Уничтожение лесной растительности и разрушение почв — наиболее очевидные последствия лесных пожаров. Ослабленный пожарами лес чаще подвергается воздействию болезней и вредителей. Также, если лес поврежден огнем, он меньше поглощает углекислого газа, и его способность замедлить климатические изменения снижается. Из-за пожаров в почве происходит уничтожение фауны, иссякают минеральные вещества. В среднем в лесной зоне послепожарное отмирание деревьев составляет около трети запаса древесины до пожара. А выделение вследствие разложения накопленной мертвой древесины по размерам сопоставимо с последствиями выбросов при самих пожарах.