1997年12月11日，来自世界范围内149个国家、地区的代表齐聚日本京都，制定并通过《京都议定书》。《京都议定书》对全球碳排放权交易体系的构建作了明确且详尽的规定，标志着全球气候合作进入了新时期。《京都议定书》明确了全球温室气体排放的总控制额，规定要有效控制CO2、CH4、NO、HF碳化物、CF4、SF6等六种典型温室气体排放总量，但根据六种气体的温室效应能力大小，折算成CO2进行实际核算和交易。在确定了二氧化碳排放总量后，《京都议定书》的附件B本着共同负担但区别对待的原则，明确了协议签署国的减排目标，并分配不同数量的碳排放配额。协议规定相关缔约国在2008-2012年协议期限内的碳排放量。欧盟的碳排放量要以1990年的碳排放量减少8%，美国的减排目标是7%，匈牙利、波兰、日本、加拿大等国的减排目标是6%。而俄罗斯、乌克兰和新西兰可以保持与1990年同等的排放水平。实际碳排放比重较低的国家甚至可以提高碳排放水平。如挪威排放可增加1%，澳大利亚排放可增加8%，冰岛可适度增加10%等等。据此，各国获得了允许排放二氧化碳的数额，即成为了各国排放二氧化碳的权利，即碳排放权。而各国获得的碳排放权若未用完的部分是可以出售的。借鉴排污权交易，碳排放权交易即逐渐演变而来的。由于各国减少二氧化碳排放的成本是不同的，为了降低碳减排的成本，《京都议定书》设计制定三种碳排放的交易机制，分别为国际排放贸易（International Emission Trade，简称IET）、联合履行（Joint Implement，简称JI）和清洁发展机制（Clean Development Mechanism,简称CDM）。这三种碳交易机制就形成了碳排放权交易体系的雏形。国际排放贸易机制允许《京都议定书》附件一中涉及的缔约国相互之间进行盈余配额的交易流通。即减排措施有效的缔约国由于碳排放量小于配额所形成的盈余可以出售减排措施不得力从而存在配额制品的缔约国。联合履行机制则鼓励缔约国以广泛有效的合作实现共同减排。鼓励附件一中的协议国通过向“经济转型国家地区”进行减排投资和项目合作，分享减排的先进技术和经验，共同履行减排目标，并实现共赢。清洁发展机制则利用发达国家与发展中国家减排成本的差异，通过允许附件一中的发达国家向发展中国家进行减排项目投资和援助，以抵消其减排任务。《京都议定书》的三种碳交易机制以灵活的市场，促进碳排放权的市场流转和国家地区间的减排技术与项目的合作，以实现低成本的碳排放。这样，附件一中的缔约国或者组织机构就可以根据自身情况选择合适的机制，最大化的降低碳减排工作对经济发展的不利影响，在优化全球大气质量的基础上实现最低成本的减排工作。综上所述，《京都议定书》创设的三种运行机制，有机结合形成了一个有效的碳排放权交易系统，有助于缔约国各方通过碳排放交易市场科学规划减排任务并低成本实现减排目标。