Κατά τον 21ο αιώνα, η στάθμη της θάλασσας θα συνεχίσει να ανεβαίνει λόγω της υπερθέρμανσης που συντελέστηκε τόσο κατά τον 20ο αιώνα όσο και κατά τον 21ο αιώνα και που οφείλεται στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Οι πλέον ουσιαστικές προβλέψεις για τον 21ο αιώνα είναι οι Εκτιμήσεις του Διακυβερνητικού Πάνελ για τις Κλιματολογικές Αλλαγές (IPCC) του 2001 και 2007.
Στις εκτιμήσεις για το 2007 σχετικά με την υπερθέρμανση του πλανήτη, το Διακυβερνητικό Πάνελ για τις Κλιματολογικές Αλλαγές (IPCC) προέβλεψε ότι η στάθμη της θάλασσας αναμένεται να αυξηθεί μεταξύ 0,18 και 0,59 μέτρα (0,6 και 2 πόδια) τον επόμενο αιώνα.
Οι εκτιμήσεις της ωκεάνιας θερμικής διαστολής γίνονται με συνδυασμένα κλιματικά μοντέλα για την έκταση των σεναρίων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου της SRES. Πρόσφατες εκτιμήσεις καταδεικνύουν ότι οι μη πολικοί παγετώνες και οι επιφάνειες των πάγων ενδέχεται να περιέχουν αρκετό νερό να αυξήσουν την στάθμη της θάλασσας κατά 15 έως 37 εκατοστά (Lemke et al. 2007). Η μεγαλύτερη συμβολή είναι από μεγάλους παγετώνες σε περιοχές με ισχυρές βροχοπτώσεις, όπως τα παράκτια βουνά γύρω από τον Κόλπο της Αλάσκας, ή στην Παταγονία και στην Γη του Πυρός στη Νότιο Αμερική. Πολλοί από τους παγετώνες αυτούς ρέουν στη θάλασσα ή σε μεγάλες λίμνες και λιώνουν γρήγορα διότι ο πάγος βρίσκεται κοντά σε θερμοκρασίες τήξης.