2／ 第二阶段：积极合作
哥本哈根气候大会以后，在各国的积极推进下，全球应对气候变化的政治格局发生巨大变化，中美成为推动全球气候治理的重要推动者。这主要是因为两国在气候危机应对、能源转型与能源安全、争夺绿色竞争优势、国家形象与国际声誉等方面存在开展气候合作的动力。
2009年奥巴马就任美国总统后，面对气候变化问题的脆弱性和紧迫性，积极推动全球气候治理进程。在这一时期，气候与能源合作是中美合作的高地，为构建两国新型大国关系作出了重要贡献。2013－2016年四年间中美先后举办多次首脑会议，发布四份中美气候变化联合声明，显示出中美两个最大的经济体、最大的能源消费国和碳排放国正携手共进，引领全球气候治理合作向前迈进。
2014年11月，中美两国政府曾共同宣布《中美气候变化联合声明》，对推动2015年国际社会达成《巴黎协定》、促进气候变化领域的全球治理进程起到了重要的引领作用。
3／ 第三阶段：竞争性合作
而在特朗普时期，美国气候政策进入紧缩周期。2017年6月，特朗普宣布退出《巴黎协定》，停止履行奥巴马政府于2025年前将温室气体排放量在2005年的基础上减少26％至28％的承诺，并停止向联合国绿色气候基金提供捐助。中美各领域各层级的交流基本中断，中美气候变化工作组合作陷入停滞。
拜登－哈里斯政府上台后，将应对气候变化置于美国内外政策的核心，致力于在国内外同时应对气候危机。2021年1月20日，拜登在上任首日就着手推翻特朗普的气候政策“遗产”，签署行政令让美国重返《巴黎协定》。
在地球日峰会前夕，中国气候变化事务特使解振华与美国总统气候问题特使克里于2021年4月15－16日在上海举行会谈并发表《中美应对气候危机联合声明》，这一声明旨在为中美气候合作确立共识。《声明》指出中美致力于相互合作并与其他国家一道解决气候危机，按其严峻性、紧迫性所要求加以应对。这既包括强化各自行动，也包括在联合国气候变化框架公约和巴黎协定等多边进程中开展合作。
2021年11月10日，中国和美国在联合国气候变化格拉斯哥大会（COP26）期间发布《中美关于在21世纪20年代强化气候行动的格拉斯哥联合宣言》。中美在联合声明中表示，坚持携手并与其他各方一道加强《巴黎协定》实施的承诺，在体现共同但有区别的责任和各自能力原则、考虑各国国情的基础上，采取强化的气候行动，有效应对气候危机。
双方同意建立“21世纪20年代强化气候行动工作组”，该工作组将“定期举行会议，以应对气候危机，推进多边进程，重点是在本十年内加强具体行动”。
2022年5月22日至26日，2022年世界经济论坛年会（达沃斯论坛）在瑞士小镇达沃斯举行，解振华和克里共同出席。这也是两人自发表《中美强化气候行动联合宣言》以来，再度在国际舞台线下互动。解振华表示，他将与克里共同将目前已确定的中美合作优先领域从对话交流变成合作。解振华呼吁各国要加强团结、共克时艰、重信守诺，遵循《联合国气候变化框架公约》和《巴黎协定》所确定的基本原则，通过强化务实行动与合作来实现目标，共建公平合理、合作共赢的全球气候治理体系。
与此呼应的是，克里也强调，当务之急是各国在气候问题上一起合作，这不是中美之间的双边问题，这是一个多边、全球的问题。他呼吁各国政府、私营部门都要携起手来，借助科技和创新的力量，努力打赢这场战斗。
