1997年签署、2005年生效的《京都议定书》明确了发达国家温室气体减排的总量控制目标和责任，同时还规定了3种灵活履约机制，即联合履约(JI)、排放贸易(ET)和清洁发展机制(CDM)。此后，各国碳交易市场纷纷起步并进入快速发展阶段。以欧盟碳市场为代表的国际碳排放交易机制的建设和发展，一方面直接促进了各国温室气体减排目标的实现，另一方面带动了碳市场规模和新兴金融市场的发展和壮大。同时，这一机制在国外的发展和应用，为我们当前设计和完善我国国内的区域碳排放交易试点体系提供了直接的经验和借鉴。
1、国际碳排放交易市场的发展
(1)环境类交易市场的起源
环境类交易市场起源于二十世纪70年代美国的二氧化硫等污染物交易。美国70年代的联邦环保署排污权交易计划与90年代的“酸雨计划”，将解决外部性问题的理论运用于实践，提出了总量控制下的二氧化硫交易。1995年开始的第一阶段，美国环保署对包括大型发电厂在内的大型排放源发放二氧化硫排放配额，要求排放企业必须至少持有相当于该年排放量的排放配额。排放配额可作为商品进行交易，一经分配，其在之后几年里可被购买、出售、交换或储存。始于2000年的第二阶段，美国环保署将配额管理范围扩展到所有年发电超过25万MW的发电厂，并进一步收紧了排放配额。这一机制运用市场化手段有效地促进了二氧化硫等污染物排放的控制，同时还建立了一系列的监测、报告、核查以及登记、交易等相关管理制度和体系，为后续制定有效的污染物控制和管理方面的政策、措施和方案提供了基础支撑。
(2)碳排放交易市场的起步
1992年通过的《联合国气候变化框架公约》确立了发达国家与发展中国家在温室气体减排方面“共同但有区别的责任”。1997年签署的《京都议定书》确定了附件{国家控制和减少温室气体排放的目标和措施，并明确实现减排目标的3种交易机制，即联合履行机制、清洁发展机制和排放贸易机制。这3种机制实质就是不同国家的企业主体之间的碳排放交易机制。联合履行机制即允许附件I国家之间为实现其减排目标开展“联合履行”的项目，可以把对接受国进行投资所获得的减排量归入投资国的排放配额。清洁发展机制的核心内容是允许附件1发达国家在发展中国家实施温室气体减排项目，购买可核证的减排量，以履行《京都议定书》规定的减排目标。总体来说，清洁发展机制和联合履行机制均为基于项目级的减排量所开展的交易机制，而排放贸易机制则是基于排放总量控制下的配额交易机制。
(3)碳排放交易市场的发展
2003年至今是全球碳排放交易的快速发展阶段，其主要表现为各国的碳排放交易所相继建立，且碳排放成交额快速上升。全盛时期，全球共有二十多家碳交易所。其中，2003年成立的美国芝加哥气候交易是全球第一家碳交易所和最大的开展自愿碳减排交易的交易所(已于2010年关闭)，布鲁奈克斯环境交易所(Bluenext)是全球最大的现货碳交易所，欧洲气候交易所(ECX)是全球最大的期货碳交易所。碳排放成交金额持续增长，至2011年，全球碳交易市场成交金额已经达到1760亿美元。
2、国际碳排放交易机制的基本类型
从碳市场建立的法律基础来看，国际上各类碳排放交易机制大体可以分为两类：自愿性的和强制性的。自愿性碳排放交易机制，是指通过参与方自愿签订协议来约束自身的碳排放活动而建立起来的交易机制。美国芝加哥气候交易所曾是全球唯一的自愿性碳交易市场，共有300多家会员企业参与。强制性的碳交易机制，是指通过法律强制约束企业的碳排放行为而建立起来的交易机制。欧盟碳排放交易机制即是最典型的代表，同时，美国加州。澳大利亚，加拿大，新西兰等都在积极建立类似的强制碳排放交易机制。
按照交易标的不同，也可以分为项目型碳排放交易和配额型碳排放交易机制。项目型碳排放交易是指以经核证的基于项目级的二氧化碳减排量为交易标的的市场机制，如清洁发展机制和联合履约机制即是基于项目级的减排量而进行的交易机制。配额型碳排放交易是指在碳排放总量控制下，以企业排放的二氧化碳配额为交易标而形成的碳市场。目前国际上有影响力且得以持续发展的市场大多是基于碳配额交易的市场，包括欧盟碳排放交易、美国加州碳排放交易等。
考虑到国外碳排放交易机制目前的发展和对我国实践的借鉴作用，以下重点介绍几种典型的基于总量控制下的碳排放交易机制。