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气候变化经济学从产生到现在已经取得了巨大的发展，其研究体系也已相对完善。在综合梳理了国内外学者研究成果的基础上，从理论、方法和政策实践层面梳理当前气候变化经济学研究体系，并将其分为五个重要的方面（如图1-1）：一是气候变化实证经济学研究；二是全球气候治理规范经济学研究；三是气候风险及理性选择的学理研究；四是气候变化经济学的方法论研究；五是应对气候变化的政策体系研究。
新范式下的气候变化经济学研究将探索基于生态文明理念的经济学理论、方法和政策体系，核心是经济社会转型发展进程中气候生产力的维系和提升。气候变化实证经济学需要从理论分析、经验实证两个层面展开。理论分析层面，需要正视气候生产力，将其视为经济发展的核心要素之一。除了从概念上就气候生产力的内涵和水平进行勾画外，还需要就气候生产力各要素之间的函数关系进行深入探讨。由于气候要素具有交叉性、关联性特征，气候生产力的研究不是现行经济学研究中一个福利最大化或者成本最小化的单一目标函数所能精准描绘的。在经验分析层面，需要基于理论分析框架，从全球、国家或区域层面对气候生产力进行测定，在不同层面揭示气候生产力的大小及生产力各要素之间的定量关系，探索提升气候生产力的方式和途径。
图1-1 气候变化经济学学科体系
全球气候治理需要从制度经济学、国际政治经济学视角开展规范经济学分析。气候变化经济学的重点领域需要从制度规范方面，围绕以《巴黎协定》为代表的国际气候协议的实施情况辨析不同国家减排责任分担原理，并利用气候资金、气候工程等手段解决全球气候问题。
气候风险研究，是一个理性选择的理论命题，是长期抉择，而不是工业文明范式下基于短期利益的理论预期。该领域的研究主要侧重三个方面：一是未来全球温室气体排放路径的不确定性，以及温升的厚尾效应；二是全球温室气体排放给气候系统带来的直接风险；三是气候变化与复杂人类社会经济系统相互作用产生的系统性风险。应对气候风险的理性选择研究需要从经济、社会和自然生态多个层面进行脆弱性分析与风险评估，重点关注气候变化可能引发的系统性风险，充分权衡代内与代际的福利均衡问题，从而更好地为降低和管理气候风险的决策提供依据。
气候变化经济学方法论的研究，可以分为规范分析方法和实证分析方法。规范分析方法以价值判断为前提，回答“应该是什么”的问题。实证分析方法只回答“是什么”的问题。围绕气候变化影响评估、减缓气候变化、适应气候变化、碳排放责任分担、低碳经济评价等核心议题，已经形成了以成本收益分析方法、计量经济模型、博弈论、局部均衡模型、可计算一般均衡模型、综合评估模型为核心的方法学体系。随着研究不断拓展、延伸，技术经济方法、情景分析方法也逐渐被纳入气候变化经济分析的方法论体系之中。
在气候变化政策的研究方面，已经形成了减缓气候变化政策、适应气候变化政策为主体的政策体系。通过成本收益方法测算气候变化的社会经济损失，以此设定碳排放价格，是减缓政策的核心内容。与碳定价相关的减缓政策主要有碳税、碳排放权交易机制。目前，关于碳排放权交易市场政策的内容比较多，涉及财政、税收、碳金融、可再生能源政策等。另外，气候变化具有极大的不确定性和风险性，减缓气候变化具有长期性，使得适应政策成为一种必然选择，重点是利用各类适应措施和适应规划，提高气候变化脆弱地区、国家或社会群体的发展韧性水平。目前，中国在适应气候变化的理论框架、分析方法、适应政策的规划与实施等方面还处于前期探索阶段。
现有的气候变化经济学研究方法可以分为规范分析方法和实证分析方法。在气候变化经济学研究中，既要采用规范分析方法研究气候变化问题的学理属性和本质特征，又要运用实证分析方法研究气候变化问题的因果关系和数量特征。通过综合运用规范分析方法和实证分析方法，力求解释气候变化问题的核心经济学原理，以此作为制定应对气候变化政策的科学依据。
规范分析方法是经济学常用的方法之一，需要依据一定的价值判断标准，对经济事务和经济现象作出定性的判断。在气候变化经济学研究中，规范分析方法用于分析气候变化经济学研究对象“应该是什么”的问题。气候变化成本收益分析中的贴现率选择、应对气候变化的政策选择、公平和可持续的国际气候治理机制构建、气候变化经济学研究范式转型等问题均需要采用规范分析方法。
实证分析方法也是现代经济学常用的研究方法之一，对经济事务和经济现象作出因果关系推断，可以进一步分为理论实证分析和经验实证分析。在气候变化经济学研究中，实证分析方法用于分析气候变化经济学研究对象“是什么”的问题，不涉及任何价值判断。理论实证分析方法基于可生成的模型进行数理推导，依据经济学理论对模型参数符号作出事前判定。经验实证分析方法进一步利用社会经济观测、调查或统计数据，对事前判定的模型参数进行定量分析，验证研究对象的因果关系和数量特征。气候变化影响评估、协同效益分析、气候政策实施的有效性评价、气候变化国际合作中的博弈、气候生产力测度等均需要运用实证分析方法。
应对气候变化的政策体系主要分为减缓政策和适应政策。如果从经济学属性角度看，解决气候变化的政策途径可以进一步分为外部性途径、公共物品供给途径、资源共享途径。
由于温室气体排放者没有考虑排放产生的温升效应，因而具有经济学意义上的外部性特征。英国经济学家阿瑟·塞西尔·庇古（Arthur Cecil Pigou）于20世纪20年代在其福利经济学分析中就给出了外部成本内部化的处方，通过征收环境税，消除经济活动对环境的负面影响。CO 2 排放到大气中引发温室效应，产生人类社会经济发展所不需要而且带来不利影响的“负外部性”。如果对排放到大气的CO 2 课征碳税，就会形成一种市场激励，使碳的排放具有成本，从而减少化石燃料的消费，降低CO 2 的排放。从理论上讲，如果税率与社会成本相等同，碳税是具有市场效率的。但是，气候变化的外部性具有全球性、长远性、巨大的不确定性和不可逆性，社会成本的估算具有较大不确定性，而且市场波动会造成碳税的减排效果出现不确定性。
在这样一种情况下，为了确保碳排放总量不超过大气环境容量，可以通过科学评估确定社会经济活动排放到大气中的碳总量。这一总量可以通过行政手段强制确定，但排放总量的使用则可以交由市场确定，使温室气体排放产生最大的收益，这就是控制温室气体排放的“限额—交易体系”或碳排放交易体系。通过排放交易体系，将温室气体排放外部成本通过市场手段内部化。但是，无论是碳税或是碳交易，都需要采取国际一致行动，避免碳泄漏，保障贸易公平。
气候变化影响涉及每一个人，因而具有纯公共物品属性；而减少温室气体排放或适应气候变化，影响的是特定地区或群体，因而具有一定的准公共物品、局地性特征。解决公共物品问题的供给存在两大难题：第一，对于全球公共物品来说，其供给超越了国家层面、主权国家和国家集团的范围，需要全球合作；第二，如何超越威斯特伐利亚困境 [16] ，强迫搭便车的国家进入提供全球公共物品的机制当中。应对气候变化作为一种全球公共物品，可以有多种贡献方式 [17] ：第一，削减全球温室气体排放。主要措施可以包括能源效率提高、燃料替代、转向可再生能源以及对燃烧矿物燃料的发电厂排放的废气进行碳捕获。第二，基础研究的投入。全新的能源和相关技术知识是公共物品。第三，从大气中直接去除CO 2 。植树、防止森林砍伐、用铁给海洋施肥以吸收大气中的CO 2 。第四，减少照射地球的太阳辐射量，从而抵消大气中温室气体浓度上升的效应。第五，适应气候变化，如增高泰晤士河岸以防止伦敦洪水灾害就是一种地方公共物品。
在一定范围内，碳排放水平与生活质量成正相关，即排放量越高，则生活质量就越好，社会发展水平也就越高。碳的减排与资金技术水平明确相关，温室气体排放作为一种公共资源，每一个人都有分享的权利，而不是一种简单的外部性，通过庇古税或限额贸易就能够实现公正公平分配。因此，碳排放涉及人类发展的基本需求，需要构建一个公平、有效率和可持续的国际气候制度，才能保障人均碳排放的公平分配。
保障发展权益，实现碳公平，同时又要满足温升控制目标，有基本需求和碳预算两种不同路径。基本需求是一种自下而上的方法思路，通过界定人的基本需求及标准，再根据各国国情对基本需求进行调整，考察各国满足基本需求的碳排放能否满足全球长期目标，再进行调整和反馈，界定人的基本需求及标准。而碳预算则是一种自上而下的思路。首先确定全球长期目标而获取一个全球碳预算总的额度。其次，将这一碳预算额度按发展权益公平分配。各国在给定的碳预算额度内根据国情进行调整。如果碳预算额度不能满足人的基本需求，则需要考虑政策调整和排放路径安排，使得自上而下的分配方案能够保证基本需求和发展权益。