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《公约》作为国际社会在应对气候变化问题上进行国际合作的基本框架，奠定了国际气候制度的基本内容，如缔约方履约行动必须遵守的基本原则、各缔约方的义务、资金机制、技术转让规定、能力建设规定等。在《公约》基本框架基础上，后来的《京都议定书》《巴厘行动计划》以及《巴黎协定》等重要国际协议，进一步明确了各项国际气候制度的具体内容。2007 年通过的《巴厘行动计划》确定了全球应对气候变化的长期目标和减缓、适应、技术和资金四大关键议题，被形容为一辆车的“四个轮子”，只有平衡推进，才能行稳致远。中国统筹国际国内积极履约，取得了令世人瞩目的成绩。
自2006 年以来，中国政府陆续出台了相关政策，并基于国民经济发展规划，通过调整产业结构、优化能源结构、大力节能增效、植树造林等政策措施，努力控制温室气体排放，取得明显成效。在“十一五”时期，中国政府于 2007 年发布了《节能减排综合性工作方案》，明确了节能减排的具体目标、重点领域及实施措施；修订了《产业结构调整指导目录》，出台了《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》，提高高能耗行业准入门槛，通过促进企业兼并重组、加强传统产业技术改造和升级等手段降低企业能耗水平；出台了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，支持节能环保、新能源等战略性新兴产业的发展，尤其是在可再生能源领域发展迅猛。根据世界银行报告数据，1990—2010 年，全球累计节能总量中中国的占比达到了 58%。在发展可再生能源上，中国的装机容量也占了全球的 24%，新增容量占全球的 37%。
在“十二五”时期，中国组织编制《国家应对气候变化规划（2014—2020 年）》，对 21 世纪第二个 10 年的中国应对气候变化工作进行系统谋划；中国提出的 2030 年左右排放峰值目标、20%非化石能源目标等进一步倒逼国内产业政策和机制转变，尤其是将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局，“绿水青山就是金山银山”理念成为各级政府的工作目标，进一步使减排与经济转型发展的协同一致性上升为经济社会发展的内在要求。在此基础上，中国先后出台实施了《大气污染防治法（修订草案）》《环境保护法》《可再生能源法》等，建立了严格的责任追究机制，加大了污染环境的违规成本。到“十二五”末期，中国能源活动单位国内生产总值二氧化碳排放下降了20%，超额完成下降 17%的约束性目标；非化石能源占一次能源消费的比重达到了 11.2%，比 2005 年提高了 4.4 个百分点，2011—2015 年中国在全球可再生能源的总装机容量中占 25%，使中国成为世界节能和利用新能源、可再生能源的第一大国。
在绿色投资领域，中国先后颁布了《绿色信贷指引》等相关政策规定。近年来在全球绿色投资竞争中中国一直稳居前列，在清洁能源、污染治理等领域投入的资金量遥遥领先其他国家。在碳市场建设上，在中国政府的推动下，2010 年开始实行低碳省区和低碳城市试点，在全国建立了北京、上海、天津等 7 个区域性碳市场试点，从减排主体、减排配额、交易工具、交易机制等角度进行探索，为碳市场建设积累经验。整个“十二五”期间，7 个区域性碳市场试点共纳入 20 余个行业、2600 多家重点排放单位，累计成交排放配额交易约 6700 万吨二氧化碳当量，累计交易额达 23 亿元。2021 年 1 月1 日，首个履约周期正式启动，涉及 2225 家发电行业的重点排放单位。除此之外，中国还推出了非常具有中国特色的行政管制措施，采取了类似于关闭高能耗工厂、产能压缩等一系列的强力措施。
根据 2020 年 12 月 21 日发布的《新时代的中国能源发展》白皮书，中国 2019 年碳排放强度比 2005 年降低 48.1%，提前实现了 2015 年提出的碳排放强度下降 40%∼ 45%的目标。中国绿色低碳发展所采取的一系列行动，为引领全球气候治理打下了坚实基础。
2021 年 10 月，《国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》将碳达峰贯穿于经济社会发展全过程和各方面，重点实施能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动、城乡建设碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动、碳汇能力巩固提升行动、绿色低碳全民行动、各地区梯次有序碳达峰行动等“碳达峰十大行动”。
适应气候变化是降低气候变化危害、防灾减灾、促进社会和谐稳定的迫切需要，也是转变经济发展方式和建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。多年以来，中国不断强化适应气候变化领域的顶层设计，提升重点领域适应气候变化的能力，加强适应气候变化基础能力建设，努力减轻气候变化对中国经济社会发展的不利影响。1994 年颁布的《中国 21 世纪议程—中国 21 世纪人口、环境与发展白皮书》首次提出适应气候变化的概念。2007 年制定实施的《中国应对气候变化国家方案》系统阐述了中国各项适应任务。2010 年发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确要求：“在生产力布局、基础设施、重大项目规划设计和建设中，充分考虑气候变化因素。提高农业、林业、水资源等重点领域和沿海、生态脆弱地区适应气候变化水平。”2013 年，国家发展和改革委员会颁布《国家适应气候变化战略》，进一步明确了我国适应气候变化工作的基本原则、主要目标以及重点任务。与此同时，农业、林业、水资源、海洋、卫生、住房和城乡建设等部门也先后制定实施了一系列适应气候变化的重大措施。
中国在强调发达国家必须向发展中国家提供资金与技术的同时，针对不少发展中国家经济和基础设施落后、易受气候变化不利影响威胁且应对能力薄弱的问题，多年来通过开展气候变化合作，为非洲国家、小岛屿国家和最不发达国家提高应对气候变化能力提供积极支持，展开发展中国家之间的资金合作和技术推广，积极援助广大发展中国家开展应对气候变化能力建设。2000—2010 年，中国先后免除了亚非拉、加勒比、大洋洲地区等 50 多个国家的到期债务约 255.8 亿元人民币。2011—2015 年，中国为发展中国家援建了 200 个清洁能源和环保等项目，帮助数十个国家改善应对气候变化基础设施、加强应对气候变化能力建设。2015 年 9 月，国家主席习近平在出席联合国峰会时宣布，中国将设立中国气候变化南南合作基金；在巴黎气候变化大会上，习近平主席进一步表示，中国将于 2016 年启动在发展中国家开展 10个低碳示范区、100 个减缓和适应气候变化项目及 1000 个应对气候变化培训名额的合作项目。通过建立南南合作基金，中国政府“十二五”规划以来已累计投入 5.8 亿元人民币，为小岛屿国家、最不发达国家、非洲国家及其他发展中国家提供了实物和设备援助，对它们参与气候变化国际谈判、政策规划、人员培训等方面提供了大力支持。预计 2016—2030 年，中国将投入 30万亿元人民币应对气候变化。
在技术合作领域，中国积极加强应对气候变化科学研究，不但在国内通过设立专项支持等方式加强相关领域的研究，也多次资助相关国际会议和研究活动。特别是在IPCC的各项活动中，中国始终是积极参与者，参加了历次全会和主席团会议，先后有 100 多位优秀科学家和相关领域的专家学者参与IPCC历次评估报告和特别报告的编写和评审。中国在这个过程中实现了国内国际气候变化科学研究的双促进，中国的研究成果在IPCC以及联合国其他可持续发展领域相关报告中的引用率显著提高。
气候外交是全球气候治理的重要内容和“主战场”，是中国参与全球治理的成功典范，也是新时期中国外交的重要课题。面对全球气候谈判中所面临的日益复杂局面，中国逐渐形成了基本的全球气候理念：坚持《公约》和《京都议定书》的基本框架，严格遵循“巴厘路线图”；坚持“共同但有区别的责任”原则；坚持可持续发展原则；坚持统筹减缓、适应、资金、技术等问题以及坚持联合国主导气候变化谈判的原则；在联合国《公约》框架下，坚持“协商一致”的决策机制。中国的气候外交在坚持上述原则的基础上，根据自身的条件积极采取更加灵活、更加积极的立场和行动，积极参与《公约》内外的谈判活动，灵活利用双边或多边援助与发展机制等，扩大对发展中国家的影响，推动全球气候治理的进程。
在国际气候谈判中，中国主动采取更灵活的气候外交政策，不断巩固中国在联合国框架内外的气候治理话语权。中国强调，全球气候治理应在联合国框架下通过协商一致的方式来解决，其他形式的国际机制应作为对前者的补充和推动。在《公约》以外的机制上，中国从过去的专注于《公约》以及《京都议定书》，逐渐转变为对其他形式国际气候合作机制持开放态度。如历年来中国领导人先后参加了二十国集团峰会、主要经济体能源安全与气候变化会议、亚洲太平洋经济合作组织等，通过高层互访和重要会议推动国际气候谈判进程。