应对全球气候变化是低碳生态城市规划面临的主要挑战。随着世界经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，二氧化碳排放量越来越大，世界面临严重的气候挑战。在本世纪末，要将温升控制在2℃以下是国际社会应对气候变化的主要目标。为了达到这个目标，全世界CO2排放要在2015达到峰值，2050年要在1990年的基础上至少减少50%的排放。但从目前CO2排放的趋势来看，2020年需要在目前联合国气候变化谈判中各国所做出的承诺基础上，再减少60-90亿吨CO2排放。否则到2050年至本世纪末，温升不仅达不到控制在2℃以下，60%以上的可能性会达到4℃。城市是主要的CO2排放和其它温室气体的排放源，是减排的重点领域。

我国城市二氧化碳排放形势严峻。“低碳生态”成为中国许多城市追逐的目标。 降低碳排放已成中国的首要任务之一。2011年中国人均二氧化碳排放达到6吨多， 超过像意大利这样的发达国家。 中国大城市的人均碳排放也超过许多发达国家的大城市。按照目前的排放速度，如不加制约的话，到2020年中国二氧化碳排放将可能达到占全世界总排放量的28-30%，超过美国和欧盟的总和。因此降低二氧化碳排放成为我国城市化进程中的迫切需要解决的一个问题。

应对气候变化的规划要全面。在城市的规划和布局中，很少有规划部门遵循应对气候变化的要求进行城市规划，且常与能源规划等同起来。应对气候变化的重点不仅仅是减缓，还包括适应、土地利用、绿色植被、消除热岛效应、建筑物色调涂层、开发低碳的应用技术、城乡协调规划等等。减少温室气体的排放，除了以CO2减排为重点外，还应把其它的温室气体也一并考虑，尤其是在城市的有机垃圾的处理上。所产生的甲烷要应予重视。除了建筑、电力、产业和交通部门排出的温室气体外，土壤、植被和垃圾占到温室气体总量的35%。在城市化的进程中，大量的土地变更为建筑用地、道路用地和其他硬化用地，败坏了土壤和植被吸收二氧化碳的能力，等效于同等二氧化碳的排放，城市的排放水平被大大地低估了。在城市中和周边地区植树种草是一项很重要的补偿措施而不能被看做是碳汇项目。目前，主要收集和减少的温室气体有二氧化碳CO2、甲烷CH4、氧化亚氮N2O、全氟化物PFCs和 六氟化硫 SF6。降低碳排放、追求低碳生活成为指引我国城市发展的一个重要内容。

CO2减排规划要尽早明确排放转折点(排放顶峰)。中国的城市规化和能源规划中，很少有城市做出有转折点的CO2减排路线图。在城市的长期(2030-2050)规划中，能源消费和CO2排放仍是上升趋势，支撑城市的工业制造业和高能耗的行业发展。这种指导方针，仍把经济发展与能源和碳排放挂钩，而不是脱钩。这种规划会固化城市的高能耗的发展模式和经济结构，产生对高碳排放的发展路径的依赖，使今后的任何改变都要付出艰巨的努力和较高成本。因此在城市的CO2减排规划中，要制定出合理和有引导性的路线图。简言之，应对气候变化的规划要有较长的时间段(2050，不低于2030)，表现出城市的CO2排放上升趋势的减缓，排放顶峰(拐点)和下降趋势。换句话说，城市排放的倒“U”型曲线，应在2025年甚至更早的时间段出现拐点，以应对日益严峻的气候变化的挑战。顶峰期(拐点)出现越迟，付出的成本越大。

做好以控制和降低煤炭消费总量为核心的能源规划。在城市范围内严格控制煤炭的消费总量并且逐年下降。在这个过程中要做好对城市能源的规划。城市的人口密度较高，严重的环境污染威胁公众的身体健康。空气污染物大部分来自于煤炭燃烧和汽车尾气排放。城市在发展中要满足“低碳能源”的要求，把降低碳排放作为城市规划的重点。只有在城市规划中意识到这一点，才能建立合理的能源供应布局。城市在严格控制煤炭总量的同时还要注重对清洁能源的投入，制定科学的城市能源规划。在这方面，北京已经成为先驱。煤炭消费从目前的2750万吨减低到2020年的1500万吨。在过去的三年中，中国对于新能源的使用，已经有了长足的发展，其中太阳热能、太阳发电和风能都从2008年世界的第三位上升到第一位。因此，在低碳城市的能源规划中，政府要制定相关的政策来鼓励清洁能源的发展和利用，只有这样，才能实现城市低碳发展和经济增长的双赢。在碳指标的总量控制和分配上，以及碳基金的使用上，要鼓励清洁能源(天然气和可再生能源)替代煤炭的项目和行动，并给予较高的权重。

气候变化影响城市基础设施规划 。现在的城市建设中对于蓄水功能重视不足，常发内涝是因为城市地下管网没有规划建设好，城市发展对于气候变化预估和应对不足。现有的城市管网设计理念还停留在大雨20年、30年或50年一遇的层面上。由于气候的变化导致极端天气呈现出‘十年一遇’或几年一遇的趋势，城市现有基础设施系统满足不了天气变化的需求。这正是由于城市规划缺乏预见性而导致的整个城市安全感的缺失。城市规划要适应气候的变化。首先，在城市规划时，对于可能的气候变化的影响要有预知性。在设计城市各环节时，充分考虑到可能遇到的气候问题。以防止城市内涝为例，在修建城市道路的时候采用渗透性强的材料；增加建筑物自身的排水能力，控制其流水直接进入污水管道。其次，根据不同地区的生态脆弱性进行城市应对气候变化的适应性规划。根据地域间的差异，制定不同的规划方案。在沿海地区，进行城市规划中就要充分考虑海平面上升、海水倒灌等因素对城市进行合理的布局；在地质松软易出现塌陷的区域，就要严格限制其对地下水的开采，侧重其他水源的利用。上海市气候变化脆弱性的综合区化和深圳市基本生态线的控制就是基于地区脆弱性进行制定的。