Hamburgs Kohlendioxidausstoß ist seit 1990 um knapp 15 Prozent gesunken. Durch ihren Energieverbrauch verursachte die Stadt im Jahr 2007 gut 17,6 Millionen Tonnen CO2. Davon gehen 45 Prozent auf das Konto Haushalte und gewerbliche Kleinverbraucher, 30 Prozent sind der Industrie und 25 Prozent dem Verkehr anzulasten. Ein Teil der verbrauchten Energie wird nicht in Hamburg erzeugt - etwa Kohlestrom vom Kraftwerk Wedel (Schleswig-Holstein). Deshalb ist der reale CO2-Ausstoß im Stadtgebiet geringer; er lag 2007 bei 10,9 Millionen Tonnen.

Die Gebäudeheizung ist der größte CO2-Produzent der Haushalte. Sie trägt etwa zu einem Drittel zum Gesamtausstoß bei. Die Umweltbehörde schätzt, dass um die 700 000 Hamburger Wohnungen nicht ausreichend wärmegedämmt sind.

Der Verkehr ist der einzige Bereich, in dem der CO2-Ausstoß eher wächst als sinkt (leichter Anstieg zwischen 2003 und 2006). Der öffentliche Nahverkehr gilt als sehr leistungsfähig, beim Fahrradverkehr herrscht Nachholbedarf. Sein Anteil soll auf rund 25 Prozent verdoppelt werden, reicht dann aber noch nicht an den deutschen Meister Münster (Radlerquote: 34 Prozent) heran.