Les écosystèmes participent à la régulation des gaz à effet de serre en séquestrant une partie du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse, en dégradant le méthane et l'oxyde d'azote par l'activité microbienne, etc. Ce service permet de limiter le changement climatique. Il peut être mesuré de plusieurs façons : quantité de carbone ou d'azote stocké dans la biomasse végétale et dans la matière organique du sol, potentiel de séquestration de l'écosystème, etc. Ce service peut interagir avec certains services de production qui peuvent soit être responsable de l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre (ex. : l'élevage intensif), soit de sa séquestration (ex. : la production de bois de structure).