政府间气候变化小组（Intergovernmental Panel on Climate Change，简称IPCC）已经预计从1990年到2100年全球气温将升高1.4℃—5.8℃。目前的评估显示，京都议定书如果能被彻底完全的执行，到2050年之前仅可以把气温的升幅减少0.02℃—0.28℃，正因为如此，许多批评家和环保主义者质疑京都议定书的价值，认为其标准定得太低根本不足以应对未来的严重危机。而支持者们指出京都议定书只是第一步，为了达到UNFCCC的目标今后还有继续修改完善，直到达到UNFCCC 4.2（d）规定的要求为止。
　　主要两个反对京都议定书的国家是美国和澳大利亚，双方政府的态度也是基于大多数公众的观点。京都议定书的反对者的核心观点是一旦实施该条约，环境将受益而经济将受害。

　　一些政治家一向对全球变暖与温室气太排放的关系表示质疑，他们认为京都议定书是一个险恶的计划，它或者会延缓世界的工业化民主进程，或者会把财富以他们所谓的“全球社会主义”向第三世界国家转移。持这种意见的都是发达国家的政商首脑，不肯放弃既得利益。

　　某些批评家说关于全球变暖的根本科学问题还未解决。而另一些批评家则认为京都议定书会阻碍经济增长：

　　1997年莱比锡宣言把京都议定书说成是“危险的简单化，极无效率的，并且在经济上对工作和生活水平具有破坏作用”。但是，莱比锡宣言的签字人大多是非科学家或在气候研究领域并不擅长的人。

　　有人认为京都议定书对于控制温室气体排放做得不够（纽埃岛、库克群岛和瑙鲁在通过条约时加上了这点），并且标准也定得太低，对延缓气候变化的趋势收效甚微。此外，最近对种植“京都森林”或人工植树造林可以减小二氧化碳排放，提高碳排放额度的规定又有了来自科学方面的挑战。最新的证据表明在小树苗生长的最初十年会将泥土中吸收的二氧化碳释放到空气中，不但不会减少二氧化碳，反而造成二氧化碳排放量的增加，而很多工业化国家已经把植树作为提高碳排放额度的重要方法以尽量避免硬性降低能源消耗减排。这一发现又进一步挑战了京都议定书的有效性。但是这一研究还表明十年后的树木对于减少大气中的二氧化碳还是有益的，支持者人认为该研究至多只是为改良排放额度的算法提供了依据，却不足以彻底推翻植树造林对减轻温室效应的好处。

　　此外，一些理论家预言，即使世界主要工业化国家同意按照议定书规定的限额减少温室气体排放，整个世界范围内的排放量依然不会减少。如果工业化国家为了达标削减对化石燃料的使用，由于供需情况发生改变会导致世界范围内的煤、石油和天然气价格下跌，然后发展中国家就会增加用量，这些理论家预计非附件I国家对燃料（主要是煤）需求的增长会弥补附件I国家的减少量。但是这种预计却完全出自理论家们的主观想法，而缺少客观依据。

　　也有人认为京都议定书错误设定了“可持续性”的主要议题。在一方面同意建立一个减少温室气体排放的国际先例时，另一方面却忽视其他的可持续发展课题，例如减缓非附件I国家迅速的人口增长率，这显示京都议定书代表了一种反工业化的议程，而不是确实公平的解决气候变化问题。但反对该说法的观点认为京都议定书只负责减少温室气体排放和减轻大气温室效应的问题，而其他“可持续性”问题自然有其他相关专业的公约去解决。