La convention fixe le cadre de l'action internationale. Elle commence par définir un objectif : stabiliser la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un niveau permettant d'éviter des conséquences dangereuses. Elle établit ensuite des principes devant gouverner l'action, notamment celui selon lequel les parties doivent agir sur la base de l'équité, selon leurs responsabilités communes mais différenciées et selon leurs capacités. La convention dispose que la réponse mondiale doit combiner d'une part des mesures d'atténuation, qui consistent à réduire les émissions de gaz à effet de serre - ou, ce qui revient au même, à retirer ces gaz de l'atmosphère, par exemple en absorbant du CO2 dans des plantes par la fonction chlorophyllienne, ce qui confère à la gestion des forêts et aux politiques de reboisement une importance particulière - et d'autre part les mesures d'adaptation qui consistent à réduire les effets négatifs du changement climatique. Des engagements sont ensuite définis par groupes de pays : tous les pays ont l'obligation de préparer des inventaires de leurs émissions de gaz à effet de serre, d'intégrer la lutte contre les changements climatiques dans leurs politiques nationales, ainsi que d'informer les autres de leurs activités à cet égard dans des communications nationales périodiques. Les pays industrialisés (Ouest et Est) s'engagent à montrer le chemin dans les efforts mondiaux pour modifier les tendances à long terme d'émissions de gaz à effet de serre et doivent mettre en œuvre des politiques et mesures en vue de ramener en 2000 leurs émissions au niveau de 1990. Les pays de l'OCDE s'engagent en outre à financer le coût supplémentaire des actions des pays en développement pour remplir leurs engagements et réduire leurs émissions, ainsi que le coût de la préparation des communications nationales des pays en développement. Ils s'engagent aussi à un transfert de technologie pour aider les pays en développement à remplir leurs engagements.Ils doivent également aider les pays en développement les plus vulnérables à financer le coût de leur adaptation au changement climatique. La convention établit aussi des institutions comme la Conférence des parties, qui se réunit annuellement, ainsi que ses organes subsidiaires, un secrétariat et un mécanisme financier, et comprend d'autres dispositions habituelles des traités internationaux. Dans les réunions de la Conférence des parties, la mise en œuvre de la convention se traduit au début par la présentation des communications nationales et leur compilation périodique, ce qui a nécessité la mise au point des méthodes de préparation des inventaires de gaz à effet de serre. L'attention se porte aussi sur le volet financier, confié au Fonds pour l'environnement mondial.
