大气二氧化碳（CO₂）浓度和温度的增加是全球气候变化的两个最主要特征。目前空气中的CO₂浓度已从1800年的不到280μmol/mol上升到391μmol/mol,预测本世纪末最高将增至936μmol/mol。伴随CO₂及其它温室气体增强的温室效应,相比1980—1999年,2100年之前全球地表平均气温将增高1.5—4.0℃。水稻是人类最重要的食物来源,为全球半数以上人口提供营养。在介绍CO₂浓度和温度增高试验平台的基础上,系统总结了CO₂浓度和气温这两个重要的环境因子特别是两者的交互互作对水稻影响的实验进展,内容包括光合作用、生育进程、分蘖发生、物质生产、籽粒产量、受精过程、碳氮代谢、稻米品质以及水稻/杂草竞争等方面。结果表明,作为光合作用的底物,大气CO₂浓度增高对水稻生产力的直接影响通常是有益的;相反,气温升高及其与CO₂的互作对水稻各生长过程的影响变异很大（从负到正）,反映了处理因子（包括CO₂-温度处理水平和时间）、供试品种及其生长条件之间复杂的交互作用。目前这一方向有限的认识多来自于封闭或半封闭气室的研究,未来研究的重点是利用稻田T-FACE（Temperature-Free Air CO₂Enrichment）技术结合气室试验展开更多更深入的学科交叉研究,研明CO₂浓度与温度的交互作用对水稻关键生长过程的影响,并找出这些互作效应的生物学机制,增强人们对气候假定情景下水稻响应的预测能力,进而更加有效地制订出应对气候变化的适应策略。