Nông nghiệp là một trong những đóng góp lớn cho sự nóng lên toàn cầu. Các loại phân bón có thành phần Nitơ tạo ra khí nhà kính bao gồm Metan và Nitơ Oxit. Canh tác nông nghiệp vô cơ làm giảm carbon trong đất. Tuy nhiên, nông nghiệp hữu cơ có thể giúp giảm thiểu biến đổi khí hậu - cũng như giúp nông dân thích nghi với điều kiện khí hậu thay đổi.
Phát thải Nitơ Oxit từ đất đặc biệt quan trọng vì tác động của 1 kg Nitơ Oxit đối với việc làm nóng bầu khí quyển lớn hơn khoảng 300 lần so với tác động của 1 kg khí carbon dioxide.
Bởi vì canh tác hữu cơ không cho phép sử dụng phân bón nitơ tổng hợp, thay vào đó tập trung vào việc thiết lập các chu trình dinh dưỡng khép kín, giảm thiểu thiệt hại thông qua rò rỉ ra nguồn nước, bay hơi và khí thải, mức độ nitơ trong các trang trại hữu cơ có xu hướng thấp hơn trên mỗi hecta so với các trang trại thông thường có thể góp phần vào một hệ thống sản xuất thân thiện với khí hậu bền vững, cung cấp đủ thực phẩm.
Ngoài ra, nông nghiệp hữu cơ cũng có thể giúp chống lại sự nóng lên toàn cầu bằng cách lưu trữ carbon trong đất. Nhiều biện pháp quản lý được sử dụng bởi nông nghiệp hữu cơ (ví dụ như cải tạo đất tối thiểu, dùng phân hữu cơ, cũng như các vi sinh vật có ích, giun đất) làm tăng lượng carbon trở lại đất. Điều này làm tăng năng suất và hỗ trợ việc lưu trữ carbon. Nói một cách đơn giản là nhiều carbon được lưu trữ trong đất, có nghĩa là ít carbon trong khí quyển.
Khi khí hậu thay đổi, nông dân đang phải đối mặt với nhiều thách thức: mưa khó lường hơn, suy thoái đất và sâu bệnh. Nông nghiệp hữu cơ giúp nông dân thích ứng với biến đổi khí hậu vì hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao và lớp phủ đất giúp ngăn ngừa mất chất dinh dưỡng và nước. Điều này làm cho đất trở nên dẻo dai hơn trước lũ lụt, hạn hán và quá trình suy thoái đất. Sức đề kháng của cây trồng đối với sâu bệnh cũng được tăng lên. Duy trì sự đa dạng này cũng giúp nông dân phát triển các hệ thống cây trồng mới để thích ứng với những thay đổi khí hậu.
Nhìn chung, nông nghiệp hữu cơ cho phép nông dân giảm thiểu rủi ro, nhờ hệ sinh thái và năng suất nông nghiệp ổn định và chi phí sản xuất thấp hơn. Nông nghiệp hữu cơ có khả năng giúp giảm lượng khí thải carbon, tăng cường độ phì nhiêu của đất và cải thiện khả năng phục hồi khí hậu.