En 1994 se reconoció que los requisitos iniciales establecidos en el UNFCCC no eran suficientes para detener el incremento en la emisión de gases de efecto invernadero. En diciembre de 1997, los gobiernos dieron un paso más y adoptaron un Protocolo a seguir por el UNFCCC en la ciudad japonesa de Kyoto. Como parte del marco del UNFCCC, el Protocolo de Kyoto establece límites legales sobre emisión de gases de efecto invernadero en países industrializados y concibe mercados-base para la implementación de mecanismos que contribuyan a disminuir los costes de reducción de las emisiones.   La característica principal del protocolo es que tiene unos objetivos obligatorios sobre las emisiones para las principales economías mundiales que lo han aceptado. Estos objetivos varían del -8 % al +10% de los niveles de emisión individuales de los países, con vista a reducir los niveles globales de tales gases en un 5,2% por debajo de los niveles existentes en 1990 para el periodo comprendido entre 2008-2012. En casi todos los casos, incluidos aquellos con +10% de los niveles respecto a 1990, las limitaciones promueven reducciones significativas de emisiones actualmente proyectadas. Después del año 2012 se prevé establecer nuevos periodos y otros objetivos. Estos serán oportunamente negociados con anterioridad a los períodos referidos. Los objetivos cubren emisiones de los seis principales gases de efecto invernadero, que son:

• Dióxido de carbono (CO2);
• Metano (CH4);
• Oxido Nitroso (N2O);
• Compuestos Hidrofluorcarbonados (HFCs);
• Compuestos Perfluorcarbonados (PFCs); y
• Hexafloruro de azufre (SF6)

Bajo el Protocolo de Kyoto, los países industrializados han de reducir las emisiones de seis de los gases de efecto invernadero (el CO2 es el más importante de todos ellos) en una media del 5,2% por debajo de los niveles de 1990 durante el primer periodo que concierne los años 2008-2012. No hay unos objetivos de emisiones para los países en desarrollo.

Se eligió un periodo de validación de 5 años en detrimento de objetivos por años individuales, para alisar las posibles fluctuaciones anuales que pudieran existir en las emisiones debido a factores incontrolables como la meteorología. En el año 2005 comenzaron las negociaciones internacionales para la puesta en marcha de un segundo periodo tras el 2012.

Los seis gases se combinan en una  "cesta", que traduce las reducciones individuales de gases en "equivalentes de CO2" que se suman posteriormente obteniendo así una sola figura.   Cada uno de los objetivos de emisiones de los países han de alcanzarse en el periodo 2008-2012. Se calcularán como media sobre los cinco años. Ha de haber un "progreso demostrable" antes del 2005.

Se establecerán mediciones para los tres gases más importantes en base al año 1990- dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), y óxido nitroso (N2O)  (excepto algunos países con economías en transición). Las mediciones de los gases industriales -hidrofluorcarbonados (HFCs), perfluorcarbonados (PFCs) y hexafluorido de azufre (SF6)- pueden hacerse respecto a los niveles de 1990 o de 1995 (La mayor parte del grupo de gases industriales, clorofluorcarbonados o CFCs, se han reducido notablemente tras el Protocolo de Montreal de 1987 sobre Sustancias Reductoras de la Capa de Ozono).

País	Objetivo (1990** - 2008/2012)
UE-15*, Bulgaria, República Checa, Estonia, Letonia, Liechtenstein, Lituania, Mónaco, Rumania, Eslovaquia, Eslovenia, Suiza	-8 %
EE.UU***	-7 %
Cánada, Hungría, Japón, Polonia	-6 %
Croacia	-5 %
Nueva Zelanda, Federación Rusa, Ucrania	0
Noruega	+1 %
Australia***	+8 %
Islandia	+10 %

Los requisitos comenzarán a ser totalmente obligatorios una vez el Protocolo de Kyoto entre en funcionamiento. El requisito para que entre en funcionamiento es que al menos 55 de las Partes del UNFCCC ratifiquen el Protocolo y esto incluye a los países industrializados (países del Anexo I) que contabilizaban al menos el 55% de las emisiones de CO2 en 1990. 

Hasta el momento, más de 140 países han ratificado el protocolo de Kyoto, con lo que el primer umbral ya se ha logrado. Los países del Anexo I representan casi el 62% de las emisiones del CO2, así que el segundo umbral también se ha logrado y el protocolo de Kyoto ya ha comenzado a aplicarse desde febrero de 2005. La parte de la UE representa el 24.2%. El 31 de mayo de 2002, la UE y todos sus Estados Miembros ratificaron el Protocolo de Kyoto.

La ratificación por parte de Rusia que en el año 1990 era la responsable del 17,4% de las emisiones globales hizo posible que el Protocolo entrase en funcionamiento. Por otra parte, los EE.UU. que son los responsables del 36,1% y los mayores contaminantes del mundo de CO2,  renunciaron a ratificar el Protocolo de Kyoto a comienzos del año 2001.

El 31 de Mayo del 2002, La Unión Europea y todos sus Estados Miembros, ratificaron el Protocolo de Kyoto, comprometiéndose la UE a reducir en un 8% sus emisiones de gases de efecto invernadero durante el primer periodo 2008-2012. Este objetivo es compartido entre los Estados Miembros bajo un acuerdo legal sobre la  distribución de  las cuotas, que establece los objetivos de emisión para cada uno de los Estados Miembros.

Los diez nuevos estados que se unieron a la UE en Mayo del 2004 han ratificado también el Protocolo de Kyoto y tienen unos objetivos de emisión propios entre el 6% y el 8%. Chipre y Malta son considerados como países en vías de desarrollo en el Protocolo de Kyoto y no tienen metas sobre emisiones que alcanzar. Los objetivos del 8% sólo se refieren a los 15 Estados Miembros previos, y esto no se ve alterado tras la ampliación.

La UE está a la vanguardia internacional en los esfuerzos para luchar contra el cambio climático y juega un papel fundamental en el desarrollo de los dos principales tratados para conseguir este objetivo; que son El Marco de las Naciones Unidas de la Convención para el Cambio Climático (United Nations Framework Convention on Climate Change -UNFCCC) y su Protocolo de Kyoto.