當自由市場未能將社會福利極大化時，即稱為市場失靈（market failure），此時可能需要仰賴政策干預來矯正。
儘管氣候變遷是由許多經確認為市場失靈的情形所共同造成，許多經濟學家仍將氣候變遷視為市場失靈的例子。
氣候變遷中最核心的市場失靈，是「溫室氣體外部性」（greenhouse-gas externality）。溫室氣體的排放是具經濟價值活動帶來的副作用。然而大部分排放造成的衝擊都未落在排放者身上，成為代罪羔羊的卻可能是未來的世代和開發中國家的人民。
該為溫室氣體增加負責的人並沒有付出應付的成本。溫室氣體的負面影響便被「外部化」到市場之外。這意味著沒有經濟誘因來促使排放者改變行為，僅能以道德勸說的方式來鼓勵企業和消費者減少排放量。結果，市場便因為過度生產溫室氣體而失靈了。
對此憂心的經濟學家認為，應該祭出政策干預，讓導致碳排放增加的活動應付出的代價提高，如此不僅能釋放出明確信號來引導經濟決策，同時還能促進低碳科技的創新。為了讓減排效果能夠以最便宜的方式由各經濟層面分攤，經濟學家偏好選擇讓所有企業與家戶承擔同樣碳價格的政策，例如碳稅或碳交易機制。
溫室氣體的外部性還會伴隨著許多其他的市場失靈，包括因缺乏減碳資訊、網路效應 （network effects）和缺少創新誘因而造成的失靈。關注氣候變遷的經濟學家相信，這需要一套政策工具來矯正，包括（但不僅限於）為碳訂價。
舉例來說，智慧型電網（smart electricity grid）和電動車充電站等新網絡體系的建立，對許多低碳能源的供給可能相當重要。但是這些網絡很難單靠市場的力量來建置，因為初期投資的成效非常有限，儘管到達一定規模之後的潛在效益可以很可觀。例如，投資初期只有為數不多且間隔遙遠的充電站，電動車使用起來非常不方便，但是一旦充電網絡擴充到一定規模之後，就會變得便利許多。（這是正向外部性的一個例子。亦即當網絡規模增加時，每位成員也隨之獲益，就算他們並未付出額外的費用。）因此，有時政策支持對推展實用的網絡體系是不可或缺的。
另外就創新而言，目前市場也無法提供足夠誘因來促進低碳科技的發展。一項可被複製、應用卻無法獲利的創意，很可能會因為缺乏投資發展的誘因而胎死腹中。這時，研發補助等政策工具將有助於克服投資障礙。
【參考資料】
- 英國衛報（2012年5月21日），Why do economists describe climate change as a 'market failure'?
