按照全球变化驱动力的来源，可将驱动因素分为三大类：地球外因素、地球内力因素和人类活动因素。这三类因素一方面可直接或间接地引起地球表层环境的变化，更重要的是，它们还可以引起各种复杂的地球表部层圈相互作用，造成综合性的环境效应。
（一）地球外因素
主要指地球以外的宇宙环境因素（或外力作用）。地球的环境状态与太阳的关系最为密切，同时还受到其他天体的深刻影响。其中受关注较多的是太阳辐射输出变化，受其他天体的引力作用产生的地球运动轨道参数的改变，以及小行星、彗星等天体对地球的陨石撞击作用等。太阳辐射能直接驱动了发生在地球表面的大气运动、水圈循环、植物的光合作用与生长、地表的风化与剥蚀等多种作用与过程。太阳辐射量的改变会引起上述各种过程发生不同程度的变化，进而引起全球变化。太阳辐射除有长期变化外，其短期变化主要表现为太阳活动，包括太阳黑子、光斑、耀斑、日饵、日冕等，一般用黑子活动强弱代表太阳活动强弱，其他太阳活动都和黑子活动呈同步变化关系。地球绕太阳运行的轨道偏心率、赤黄交角和岁差这些轨道参数都会随时间发生缓慢的变化，并具有一定的周期性，这主要是受太阳引力、月球及相邻大行星的弱引力（或称摄动）等共同作用的结果，因而也属于外部因素。这些轨道参数的变化均会引起地球接受太阳辐射量的整体性与地区性变化，因而可能导致地球表部圈层的物理状态、作用过程等发生一系列的变化（见米兰柯维奇学说）。大规模的陨石撞击作用对全球环境的影响可能是灾难性的，现已有较多的地质事件可能与此相关，但主要表现在地质历史时期中-长期时间尺度上的一些可能的灾难性全球变化事件的起因方面，在近现代的短时间尺度上尚未显示出陨石撞击作用对全球变化的重要影响。与此类似，超新星爆发、银河系运动等宇宙环境对短时间尺度的全球变化的影响一般难以体现。
（二）地球内力因素
主要是指由地球内部的能量所驱动的各种作用过程及其导致的全球变化。地球内部的能量主要包括地热能、重力能、化学能、结晶能、地球旋转能等。在地球外部圈层的各种运动、循环、能量传递、物质交换等过程中都有地球内力作用的参与（特别是重力作用）。但地球内力对全球变化的驱动更主要的是通过岩石圈板块运动而对全球表部产生广泛而深刻的影响。板块运动产生的大陆漂移、海底扩张、造山运动、岩浆活动等造成了海陆分布格局、海底地形与陆地地形的变化、火山活动的分布与强弱的变化等，这些均能进一步引发大气圈、水圈、生物圈的各种适应性变化，从而导致全球变化。如板块运动在导致海陆分布变化的同时，可引起海平面升降变化、洋流变化、洋陆接触面积的变化、全球温度和降水格局的变化等，并对生物的进化产生重要影响。大陆分离切断了生物之间的交流，助长了生物多样性的增加，而大陆拼合则助长了生物的交流与融合。板块碰撞形成的山地和高原一方面建造了新的地理格局（如我国的青藏高原），同时也影响了大气环流运动、水圈的循环方式、地区性气温的变化、地表水系的变化等，当然也可以进一步影响生态环境的变化。火山活动是地球内力作用和板块运动的一种重要表现形式，一次强烈的火山喷发活动表面上看可能在较短的几天之内就在局部地区结束了，但其所引起的环境效应可能波及全球，并可持续相当长的时间。据研究，强烈的火山喷发可将大量的气体和火山灰带入平流层中，并可停留1年以上，不仅可导致温度降低的“阳伞效应”，还可改变平流层的化学成分，对CO2、O3 等的平衡产生影响。此外，许多其他地质灾害往往受地球内部地质作用的控制或是地球内力、外力及人类综合作用的产物，如地震、泥石流、水土流失、沙漠化等，它们对全球变化也产生重要影响。
（三）人类活动因素
人类在其发展进化的过程中，逐步形成了由人类培育或驯化的植物、动物及人类自己所建造的城镇、乡村等所组成的人类生态系统；并且随着人类生态系统的发展、壮大，其已在相当广泛的地区替代了自然生态系统，成为地球环境中不可忽视的组成部分；同时也成为影响自然过程、导致自然环境变化的一个重要营力。人类活动所引起的地球系统的状态和功能的改变，在工业化以来的200多年里急剧加速，在最近几十至几百年的时间尺度上，人类活动对全球变化的影响极为显著，在某些方面一定程度上已达到甚至超过了自然变化相同量级的规模。如森林破坏、臭氧洞、温室效应增强等均是此类全球变化的显著表现。而且这种人类活动还可引起复杂的层圈相互作用效应，如CO2 的人为大量排放会导致大气温室效应增加，造成全球变暖，全球变暖又会引起海平面变动、水循环变化、生态系统变化等一系列过程与环境状态的改变；又如植被、森林的破坏不仅改变了生态环境，并进而造成水圈灾害、水土流失、沙漠化以至气候的变化等。而且更重要的是，人类现阶段的许多活动所造成的全球变化或危害连人类自己也没有认识清楚或尚未表现出来。