Die Landwirtschaft ist in besonderem Maße vom Klimawandel betroffen, da die landwirtschaftliche Produktion dem Anstieg der Temperatur und der CO₂-Konzentration der Luft, der Änderung der Niederschläge in Menge und jahreszeitlicher Verteilung und dem häufigeren Auftreten von Witterungsextremen (Hitze, Dürre, Starkregen, Hagel) ganz unmittelbar ausgesetzt ist. Zu den erwarteten Folgen zählen Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Erträge und Fruchtfolgen, auf die Qualität der erzeugten Nahrungs- und Futtermittel, auf die Konkurrenz zwischen Kulturpflanzen und Unkräutern oder auf den Befall mit Krankheitserregern und Schädlingen. Durch den Klimawandel verursachte Änderungen der landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen und der Landnutzung wiederum werden nachhaltige Folgen für die Struktur und die Funktionen ganzer Agrarlandschaften entfalten und zum Beispiel die Vielfalt landschaftlicher Strukturelemente, die Artenvielfalt, den Landschaftswasserhaushalt und zahlreiche andere Ökosystemdienstleistungen verändern.
Art und Ausmaß der Folgen des Klimawandels werden wiederum von verschiedenen externen Faktoren wie dem Agrarstrukturwandel, möglichen Änderungen in der Agrar- und Umweltpolitik sowie der soziodemografischen Entwicklung ländlicher Räume entscheidend mitbestimmt.

Grundsätzlich gilt jedoch, dass sich die Folgen des globalen Klimawandels für die Landwirtschaft und für ganze Agrarlandschaften vor allem auf der regionalen Skala bemerkbar machen. Deshalb müssen Strategien zur Anpassung der Agrarproduktion und anderer Landnutzungsformen an geänderte Klimabedingungen unter Berücksichtigung zahlreicher regional unterschiedlicher ökologischer, ökonomischer und sozialer Faktoren entwickelt und letztlich auf regionaler Ebene umgesetzt werden. Nach allgemeiner wissenschaftlicher Einschätzung bilden die bisher exis­tierenden Modellsysteme die Auswirkungen des Klimawandels auf der regionalen Skala nicht ausreichend genau ab, da sie wichtige meteorologische Prozesse wie die Wolken- und Niederschlagsbildung sowie die Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klima unzureichend berücksichtigen.