Das Kyoto-Protokoll sieht drei sogenannte flexible Mechanismen vor, die es den Industriestaaten, in Zusammenarbeit mit den Transformations- und Entwicklungsländern ermöglichen sollen, marktwirtschaftliche Instrumente zur Zielerreichung zu nutzen.

Dabei können Industriestaaten mit Emissionsrechten handeln oder einen Teil ihrer Emissionsreduzierungsverpflichtungen dadurch erreichen, dass sie in Projekte zur Reduzierung der Emissionen im Ausland investieren und die erzielten Emissionsverringerungen im Hinblick auf ihre eigenen Verpflichtungen anrechnen.

Eine Voraussetzung für die Ausstellung von Gutschriften für die erzielten Reduzierungen ist, dass die Projekte zu realen, messbaren und langfristigen Nutzeffekten in punkto Klimawandel führen.

• Emissionshandel (ET)
  Staaten kaufen und verkaufen untereinander Emissionsrechte. Der internationale Handel mit Emissionsrechten (Trading) erlaubt es den Vertragsparteien des Protokolls, die ihre Emissionen unter die ihnen zugeteilte Menge reduzieren, einen Teil ihrer Reduktionen an andere Vertragsparteien zu verkaufen. Vertragsparteien, die zusätzliche Anteile benötigen, können diese von anderen Parteien dazukaufen, die Kapazitäten übrig haben und verkaufen wollen.
  Industriestaaten mit wachsenden Emissionen können ihre Verpflichtung zur Klimagasbegrenzung einhalten, indem sie Rechte von anderen Ländern kaufen, in denen die Emissionen gemindert wurden oder aus anderen Gründen gesunken sind.
• Joint Implementation (JI)
  JI-Projekte sind Maßnahmen in anderen Industrieländern (Annex-I-Staaten), für die ebenfalls quantitative Emissionsziele im Rahmen des Kyoto-Protokolls gelten. Die Annex-I-Staaten der Klimakonvention können Projekte gemeinsam mit anderen Annex-I-Staaten durchführen, in deren Folge sich zusätzliche Emissionsreduktionen in dem Land ergeben, in dem das Projekt realisiert wird. Diese Reduktionen können dann auf das Reduktionsbudget derjenigen Partei aufgeschlagen werden, die das Projekt finanziert, während im Gegenzug das Emissionsbudget der Partei, bei der das Projekt realisiert wird, entsprechend belastet wird.
• Clean Development Mechanism (CDM)
  CDM-Projekte sind Maßnahmen in Entwicklungsländern für die keine quantifizierten Emissionsreduzierungsziele gelten. Industriestaaten führen Projekte gemeinsam mit Entwicklungsländern durch. Dabei werden Emissionsreduktionseinheiten generiert. Diese können dann auf das Emissionsbudget derjenigen Partei angerechnet werden, die das Projekt finanziert.
  

Das Kyoto-Protokoll gestattet, bei CDM-Projekten für die erreichten Emissionsminderungen schon ab 2000 Gutschriften auszustellen, während die Emissionsminderungen aus JI-Projekten erst ab dem Jahr 2008 angerechnet werden können.

Hinter den Flexiblen Mechanismen steht die Erkenntnis, dass Treibhausgasemissionen ein globales Problem sind und dass es von zweirangiger Bedeutung ist, wo die Reduzierungen stattfinden. Auf diese Weise können die Emissionsreduktionen dort durchgeführt werden, wo die Kosten am geringsten sind.

Gleichzeitig werden im Rahmen von JI- und bei CDM-Projekten umweltfreundliche und umweltgerechte Technologien in die Schwellen- und Entwicklungsländer eingeführt und bringen diese auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung voran.

Um dem Missbrauch mit den flexiblen Mechanismen vorzubeugen, wurden ausführliche Regeln und Vorschriften ausgearbeitet und Überwachungsstrukturen eingerichtet.

Auf Grundlage der EU Linking Directive (Verbindungsrichtlinie) können europäische Unternehmen, die unter das EU-System für den Emissionshandel fallen, die Gutschriften aus Emissionsreduktionsprojekten (CDM und JI) bis zu einem bestimmten Prozentsatz zur Erreichung ihrer Verpflichtungen aus dem Handelssystem nutzen. Die jeweilige Grenze ist von den einzelnen Mitgliedstaaten festzulegen und soll gewährleisten, dass eine wesentliche Verringerung der Treibhausgasemissionen nicht nur im Ausland, sondern auch in der Europäischen Union stattfindet.

Die Unternehmen können alle nach den Regeln des Kyoto-Protokolls ausgestellten Gutschriften im Rahmen des EU-Emissionshandels verwenden. Ausgenommen sind Gutschriften aus Kernenergie-Projekten, die auch nach dem Kyoto-Protokoll nicht zulässig sind, und Gutschriften aus so genannten "Kohlenstoffsenken" (das Anlegen von Wäldern zur vorübergehenden Aufnahme von CO2).

Kohlenstoffsenken waren auf UN-Ebene ein umstrittenes Thema, da diese keinen Technologietransfer mit sich bringen, von ihrem Charakter her temporär sind und rückgängig gemacht werden können, und nach wie vor Ungewissheit hinsichtlich der Auswirkungen der Emissionsaufhebung durch Kohlenstoffsenken besteht. Überdies sind die internationalen Verhandlungen darüber, welche Art von Forstwirtschaftsprojekten die Regierungen akzeptieren könnten, noch nicht abgeschlossen. Die Verwendung von Gutschriften aus Kohlenstoffsenken soll von der Kommission im Jahre 2006 erneut geprüft werden. Nach der neuen Richtlinie müssen die Mitgliedstaaten außerdem dafür sorgen, dass die ökologischen und sozialen Auswirkungen bei Projekten für große Wasserkraftwerke durch Anwendung der einschlägigen internationalen Kriterien und Leitlinien bei den Genehmigungsverfahren berücksichtigt werden.