Parisavtalet utgjorde slutpunkten på en process som startats vid det internationella miljömötet i Rio De Janeiro 1992, där deltagarländerna ställde sig bakom FNs konvention om klimatförändringar. Det ledde i sin tur till Kyotoprotokollet (även kallat Kyotoavtalet) 1997 där länderna förband sig att minska sina utsläpp men som krävde sju år av förhandlingar innan det trädde i kraft 2005.

Avtalet ansågs emellertid vara ineffektivt eftersom USA och Kina, två av de länder som står för det största andelen utsläpp, inte deltog i avtalet. (Som utvecklingsland var Kina inte bunden till Kyotoprotokollet och från amerikanskt håll använde det som argument för att rättfärdiga att inte heller USA skulle vara med.)

Världen hade försökt enas om ett nytt avtal vid flera tillfällen, bland annat i Köpenhamn, men utan att lyckas. En av de avgörande faktorerna för att det trots allt blev ett avtal i Paris berodde på en omfattande diplomatisk insats av det franska utrikesdepartementet, med utrikesminister Laurent Fabius i spetsen, vilket gjorde att förutsättningarna för att komma överens blev de allra bästa.