کنوانسیون چارچوب تغییر آب و هوای سازمان ملل در سال 1992 قدم بزرگی در پرداختن به مسئله گرمایش جهانی بود.
با افزایش مداوم میزان ورود گازهای گلخانه‌ای (GHG)به طور فزاینده‌ای روشن شد که تنها تعهد محکم و الزام‌آور کشورهای توسعهیافته برای کاهش ورود این گازها به جو می‌تواند پیام قدرتمندی به شرکت‌ها، جوامع و افراد بفرستد تا به مقابله با پدیده تغییر آب و هوا برخیزند. بنابراین مذاکراتی بر روی ایجاد پروتکلی الحاقی به این پیمان اغاز شد.
این پروتکل در 11 دسامبر 1997 در سومین کنفرانس اعضای UNFCCC در کیوتوی ژاپن به تصویب رسید. این پروتکل همان اهداف و نهادهای کنوانسیون را دارد، اما در حالیکه کنوانسیون کشورهای توسعهیافته را "تشویق می‌کرد" تا میزان تولید گازهای گلخانه‌ای ار کاهش دهند، بروتکل آنها را به انجام این کار "متعهد می‌کند".
از آنجایی که پروتکل توکیو تقریبا همه بخش‌های عمده اقتصادی را دربر می‌گیرد، فراگیرترین توافقنامه درباره محیط‌زیست و توسعه پایدار تا به حال شمرده می‌شود.
پروتکل توکیو پس از امضای روسیه، در 16 فوریه 2005 جنبه اجرایی به خود گرفت.
174 کشور تا نوامبر 2007 این پروتکل را امضا کرده‌اند. از این کشورها، 36 کشور توسعهیافته (به اضافه اتحادیه اروپا به عنوان یک عضو مستقل) که باید میزان خروج گازهای گلخانه‌ای را به میزان پنج درصد کمتر از حد آنها در سال 1990 کاهش دهند. این کشورها در مجموع مسئول 61.6 درصد گازهای گلخانه‌ای وارد شده به جو هستند.
این اهداف باید در یک دوره زمانی پنج‌ساله از 2008 تا 2012 تحقق یابد.
در میان کشورهای توسعهیافته تنها کشوری که هنوز این پروتکل را نپذیرفته است، آمریکا است. بیل کلینتون، رئیس جمهور پیشین آمریکا، ابتدا این پیمان را امضا کرد، اما کنگره و مجلس سنای این کشور از موافقت با آن خودداری کردند.
137 کشور در حال توسعه از جمله برزیل، هند و چین پروتکل را امضا کرده‌اند، اما تعهدی جر پایش و گزارش میزان گازهای گلخانه‌ای تولیدی خود ندارند.