Kioton pöytäkirja antaa mahdollisuuden käyttää ns. Kioton mekanismeja keinoina, joilla suunnataan päästöjen vähentämiseen ja nielujen lisäämiseen tähtääviä toimia oman maan sijasta sellaisiin kohteisiin, joissa päästöihin tai nieluihin voidaan vaikuttaa kokonaisuuden kannalta taloudellisesti edullisemmin. Samalla tavoitteena on tukea kestävää kehitystä maassa, jossa hanke toteutetaan. Kioton mekanismeilla valtio voi hankkia lisää päästöyksiköitä, joita vastaan sen on sallittua ylittää vastaavalla määrällä oma päästökiintiönsä. Vastaavasti valtio voi myös myydä tarpeettomaksi käyneen osan päästökiintiöstään.
Mekanismeista kaksi, yhteistoteutus (joint implementation, JI) ja kansainvälinen päästökauppa (emissions trading, ET), ovat mahdollisia teollisuusmaiden kesken, kun taas kolmas mekanismeista, puhtaan kehityksen mekanismi (clean development mechanism, CDM), edellyttää toimia kehitysmaassa. JI ja CDM liittyvät konkreettisissa kohteissa toteutettavilla hankkeilla saavutettuihin päästöjen vähennyksiin tai nielujen lisäämisiin, kun taas ET on kauppaa, jossa kohteena on oikeus tietyn kokoiseen päästöön. Mekanismit ovat pöytäkirjan sopimuspuolina olevien valtioiden välisiä järjestelyjä, mutta pöytäkirja mahdollistaa myös sen, että valtio valtuuttaa jonkun, esimerkiksi yrityksen, osallistumaan mekanismin käyttöön siten, että tämä saa syntyvät päästöyksiköt tai osan niistä omakseen, joko omaan käyttöönsä tai edelleen myytäviksi. Samoin valtio voi valtuuttaa yrityksen ostamaan ET:n puitteissa päästöyksiköitä ja myymään niitä edelleen. Kioton mekanismien kautta päästöyksiköistä tulee kansainvälisen kaupan kohteita, kaupan, jota voivat käydä sekä valtiot että niiden valtuuttamat oikeushenkilöt.
Puhtaan kehityksen mekanismin (CDM) määrittelee pöytäkirjan 12 artikla. Siinä on kyse teollisuusmaan osallistumisesta kehittyvässä maassa toteutettavaan hankkeeseen. Kyseessä ei tällöin ole päästöyksiköiden siirto yhden maan rekisteristä toiseen, joten valvonnankin on oltava tiukempaa, koska isäntävaltiolta ei Kioton pöytäkirjan mukaan edellytetä luotettavaa päästöjen arviointijärjestelmää eikä isäntävaltion intressissä välttämättä ole olla liioittelematta syntyvien päästövähennysten määrää. CDM-hankkeita varten luotiin kansainvälinen valvontaelin, Kioton pöytäkirjan osapuolikokouksen alaisena toimiva hallintoneuvosto (CDM Executive Board). Hallintoneuvosto hyväksyy sekä yksittäiset CDM-hankkeet että niiden synnyttämien päästövähennysten arvioinnissa käytettävät menettelytavat (metodologiat). Samoin hallintoneuvosto hyväksyy päästövähennysten todentamiseen kelpoiset riippumattomat laitokset ja vahvistaa yksittäisten hankkeiden synnyttämien sertifioitujen päästövähennysten (certified emission reductions, CER) määrän. Syntyneet CER-yksiköt rekisteröidään hallintoneuvoston alaisuudessa toimivaan CDM-rekisteriin, josta ne ovat tietyin edellytyksin siirrettävissä osallistuneiden teollisuusmaiden kansallisiin rekistereihin.
Laki Kioton mekanismien käytöstä (109/2007; jäljempänä mekanismilaki) luo hallinnolliset puitteet yritysten osallistumiselle Kioton pöytäkirjan mukaisiin hanketoimintoihin ja pöytäkirjan mukaiseen kansainväliseen päästökauppaan. Mekanismilaki luo hallinnolliset puitteet myös suomalaisten oikeushenkilöiden osallistumiselle Suomen valtion valtuuttamina Kioton pöytäkirjan 6, 12 ja 17 artiklojen mukaisten mekanismien käyttöön. Laki vahvisti Suomen CDM/JI-koeohjelman aikana muodostuneen työnjaon, jonka mukaan ulkoministeriö vastaa CDM-hankkeisiin liittyvistä valtuutuksista ja hyväksynnöistä.
EU:n jäsenvaltiot ovat useimmissa tapauksissa lopettaneet hyväksyntöjen antamisen tai valmistautuvat siihen. Se, että asiasta on säädetty lailla, kuten Suomessa on jouduttu tekemään, on EU:n mittakaavassa poikkeuksellista. Siten muilla EU-mailla ei ole vastaavaa aikataulupainetta. EU:n kanta asiassa on myös täsmentynyt vasta vuoden 2020 aikana, minkä vuoksi kansallisia ratkaisuja ja toimenpiteitä ei ole voitu tehdä aikaisemmin.
Pariisin sopimuksen markkinamekanismin määrittelee 6 artikla, jonka mukaan osapuolten on mahdollista tehdä vapaaehtoisuuteen perustuvaa yhteistyötä toteuttaessaan kansallisesti määriteltyjä panoksiaan. Tämä mahdollistaa korkeamman hillintä- ja sopeutumistoimien tavoitetason sekä kestävän kehityksen ja ympäristötavoitteiden loukkaamattomuuden edistämisen. Pariisin sopimuksen 6 artiklan 2 kohdassa määrätään periaatteet hillintätoimien kansainvälisesti siirrettyjen yksiköiden käytölle kansallisesti määriteltyjen panosten saavuttamisessa. Osapuolten tulee edistää kestävää kehitystä sekä varmistaa ympäristötavoitteiden loukkaamattomuus ja avoimuus. Osapuolten tulee huolehtia asianmukaisesta tilinpidosta, jotta voidaan välttää kansainvälisesti siirrettyjen yksiköiden kaksinkertainen laskenta. Osapuolten on noudatettava osapuolikokouksen hyväksymiä ohjeita. Hillintätoimien kansainvälisesti siirrettyjen yksiköiden käyttö perustuu vapaaehtoisuuteen ja edellyttää siihen osallistuvien osapuolten hyväksyntää.
Sopimuksen 6 artiklan 4 kohdassa määrätään kasvihuonekaasupäästöjen hillintää edistävän ja kestävää kehitystä tukevan mekanismin perustamisesta. Mekanismi toimii osapuolikokouksen alaisena ja ohjauksessa ja osapuolet voivat käyttää sitä vapaaehtoisesti. Osapuolikokous nimeää mekanismia valvovan elimen ja mekanismin tarkoituksena on edistää kasvihuonekaasupäästöjen hillintää kestävää kehitystä edistävällä tavalla, edistää ja helpottaa osapuolten hyväksymien julkis- ja yksityisoikeudellisten oikeushenkilöiden osallistumista hillintään, edistää isäntämaana toimivan osapuolivaltion päästötasojen alentamista, jotta toinen osapuoli voi saavuttaa kansallisesti määritellyt panoksensa ja mahdollistaa maailmanlaajuisten päästöjen hillintä kokonaisuutena. Artiklan 5 kohdassa määrätään rajoituksista käyttää mekanismiin perustuvia päästövähennyksiä. Päästövähennyksiä ei saa käyttää samanaikaisesti isäntämaana toimiva osapuoli sekä niitä kansainvälisesti siirrettyjen tulosten perusteella käyttävä osapuoli omien kansallisesti määriteltyjen panostensa saavuttamisen osoittamiseen.
Artiklan 6 kohta koskee mekanismin toiminnasta kertyvien tulojen käyttämistä. Osapuolikokouksen tulee varmistaa, että osa mekanismin toiminnan tuloista käytetään hallintokulujen kattamiseen sekä ilmastonmuutoksen haittavaikutuksille erityisen alttiiden osapuolina olevien kehittyvien maiden auttamiseen sopeutumiskulujen maksamisessa. Artiklan 7 kohdassa osapuolikokous valtuutetaan hyväksymään mekanismia koskevat säännöt, toimintatavat ja menettelyt ensimmäisessä kokouksessaan.
Artiklan 8 kohdan mukaan kansallisesti määriteltyjen panosten toteuttamisessa yhdessä kestävän kehityksen ja köyhyyden poistamispyrkimysten kanssa, pidetään tärkeänä osapuolten käytettävissä olevia yhtenäisiä, kokonaisvaltaisia ja tasapainoisia ei-markkinaehtoisia menettelytapoja. Tällöin kansallisesti määritellyt panokset voidaan toteuttaa yhteensovitetusti ja tehokkaasti, tilanteen mukaan mm. hillintä- ja sopeutumistoimilla, rahoituksella, teknologian siirrolla ja valmiuksia vahvistamalla. Menettelytavoilla pyritään edistämään hillinnän ja sopeutumisen tavoitteita, tehostamaan julkisen ja yksityisen sektorin osallistumista kansallisesti määriteltyjen panosten toteuttamiseen ja parantamaan yhteensovittamisen mahdollisuuksia eri välineiden ja asianomaisten toimielinjärjestelyjen välillä.
Pariisin sopimuksen markkinamekanismin toimeenpanosäännöt oli tarkoitus sopia COP24-ilmastokokouksessa Katowicessa joulukuussa 2018 ja sitten COP25-ilmastokokouksessa Madridissa joulukuussa 2019. Osapuolet eivät kuitenkaan päässeet säännöistä yhteisymmärrykseen. Seuraava yritys sopia mekanismisäännöistä on COP26-ilmastokokouksessa Glasgowssa marraskuussa 2021.