Il sistema di scambio delle quote di emissione dell'UE ("sistema UE ETS"), introdotto nel gennaio 2005, rappresenta la pietra angolare della strategia dell'UE per la lotta al cambiamento climatico. Si tratta del primo sistema internazionale di scambio di quote per le emissioni di CO2, sistema che ha fatto scuola nel mondo intero. Lo scambio delle quote di emissione consente una riduzione dei costi per la riduzione delle emissioni.
Attualmente, il sistema UE ETS è applicato a circa 11.600 impianti del settore energetico ed industriale, collettivamente responsabili di circa la metà delle emissioni di CO2 nell'UE. Applicando un costo alle emissioni di carbonio di tali impianti, il sistema crea per le imprese partecipanti un incentivo permanente a ridurre le proprie emissioni nella misura del possibile.
Il sistema prevede che le autorità nazionali di ciascun paese dell'UE assegnano un determinato numero di diritti di emissione a ciascun impianto. L'imposizione di un "tetto", o massimale, del numero totale di diritti, dà origine alla penuria di diritti necessaria perché il mercato funzioni. Le imprese che mantengono le loro emissioni al di sotto del livello dei loro diritti possono vendere i diritti di cui non hanno bisogno.  Quelle che fanno fatica a conservare i propri diritti devono invece adottare misure per ridurre le emissioni (ad esempio, investendo in tecniche più efficaci o utilizzando meno fonti d'energia a forte tasso di carbonio), o rivolgersi al mercato per acquistare i diritti supplementari di cui necessitano, pagando altre imprese perché riducano le emissioni a loro nome.  
Le imprese partecipanti al sistema UE ETS possono anche utilizzare crediti di emissione generati da progetti di riduzione delle emissioni in paesi terzi. Si tratta di due meccanismi previsti dal protocollo di Kyoto, ovvero del meccanismo di sviluppo ecologico (CDM) e dell'attuazione congiunta(JI). La domanda di tali crediti rappresenta un potente motore per investimenti in idee che contribuiscano a ridurre le emissioni in altri paesi. 
Ma gli impianti dei settori dell'energia e dell'industria non sono gli unici responsabili dell'aumento del livello di CO2 nell'atmosfera. È per questo che la Commissione europea ha proposto di estendere il sistema UE ETS, a partire dal 2011, anche al settore aeronautico, fonte di emissioni sempre più massicce. La revisione del sistema attuale in corso potrebbe portare all'inclusione di ulteriori settori e gas.