天文台對香港未來氣溫和雨量的推算，參考了世界各地主要氣候中心以超級電腦模擬未來氣候的結果。

澳洲、英國、加拿大、法國、德國、日本、挪威、俄羅斯、韓國及美國的主要氣候中心，以全球氣候模式在一些特定的溫室氣體排放情景下，對全球未來氣候包括氣溫作出了電腦模擬。

在電腦模擬中使用的溫室氣體排放情景有多個，反映專家對全球未來人口、經濟、技術、能源和土地用途的發展狀況等因素的多種假設，當中包括較少溫室氣體排放的可持續性經濟發展方向、較多排放的快速經濟增長和大量使用石化燃料的情景。

天文台利用這些全球氣候模式在上述多個不同排放情景下得到的電腦模擬結果，結合過去香港及華南地區錄得的氣溫數據，以及香港、華南及華中的雨量數據，使用稱為統計降尺度的方法綜合推算香港的未來氣溫和雨量大勢。

在氣溫推算方面，城市化是都市氣溫上升的另一原因，因此在推算香港未來氣溫時亦考慮了城市化的影響。城市化效應的下限是假設城市化凍結於現今水平，而上限則假設城市化持續以過往速率穩定增長。以下陳述了三種不同情況的結果，它們分別為:

(a) "中間路線" - 所有排放情景及上述兩種城市化情況的平均;
(b) "下限估計" - 低排放情景及城市化凍結於現時水平;
(c) "上限估計" - 高排放情景及城市化持續以固定速率增長。

至於極端天氣方面，研究結果顯示每年夏季熱夜(日最低氣溫28度或以上)數目和酷熱天數(日最高氣溫在33度或以上)將增加，而每年冬季的寒冷(日最低氣溫12度或以下)天數會持續減少。

在中間路線的情況下，預料在2090-2099年，每年夏季的熱夜數目會從1980-1999年的平均15晚增加至41晚，上、下限估計的數字分別為54晚及30晚。

在中間路線的情況下，預料在2090-2099年，每年夏季的酷熱天數會從1980-1999年的平均7日增加至15日，上、下限估計的數字分別為19及12日。

預料每年冬季的平均寒冷日數下降到少於一天的情況會出現在2030-2039這十年間(以中間路線的情況考慮)，在上、下限估計的情況下，則分別在2020-2029及2040-2049年間發生。上世紀末1980-1999年期間平均每年寒冷天數為14天。

有關21世紀氣溫推算的研究結果，請參考有關之天文台文獻Temperature Projections for Hong Kong Based on IPCC Fourth Assessment Report(只以英文發表)。

21世紀出現大雨的日數會增多。由1961-1990年這30年到本世紀末的最後30年(即2070-2099年)，每小時雨量超過30毫米(即發出黃色暴雨警告的雨量標準)的日數會由每年5日半增至每年6日半。

有關21世紀香港雨量變化推算的研究結果，請參考2005年8月26日的新聞公佈及刊載於香港氣象學報文獻香港21世紀雨量變化推算(只以英文發表)。