京都議定書是國際環境合作中具有里程碑性質的模式，但由于種種原因，探索新的氣候變化合作機制被越來越多的國家關注，選擇或雙邊、或多邊、或封閉、或開放的新的合作，形成相應的協定。例如，美國在聯合國氣候變化談判之外分別發起了“氫能經濟國際伙伴計劃”、“碳收集領導人論壇”、“甲烷市場化伙伴計劃”、“第四代國際論壇”、“再生能源與能源效益伙伴計劃”以及前述的《亞太清潔發展和氣候新伙伴計劃意向宣言》等；加拿大政府將20國集團財政部長會議的模式延伸到氣候變化，探討20國集團（20個排放大國）領導人會議的模式，形成一種國際氣候制度。這些游離在聯合國氣候變化框架公約之外的合作機制，優點是簡單易行，決策效率較高。但其弊端是涵蓋范圍有限，所確定的義務不具有法律約束力，其執行完全靠自覺行動。因此，對新的氣候變化合作機制的探討，實際上是對氣候變化框架公約和京都議定書的補充和推動，不可能替代氣候變化框架公約和京都議定書。中國在參加這些區域組織時，也都首先聲明這些合作不能夠替代氣候變化框架公約和京都議定書，而應該是促進公約和議定書的執行。