เป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมโยงความสัมพันธ์ของเหตุการณ์สภาพภูมิอากาศอันใดอันหนึ่ง รวมถึงพายุแคทรีน่ากับภาวะโลกร้อน มีพายุเฮอริเคนจำนวนมากที่มีขนาดและกำลังเทียบเท่ากันเกิดขึ้นทั่วแอตแลนติกในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา การทำลายที่น่าสะพรึงกลัวที่นิวออร์ลีนนั้นมิใช่เป็นผลจากความรุนแรงของพายุแคทรีน่าเท่านั้น หากรวมถึงแนวเส้นทางพายุ ความอ่อนแอของคันกั้นน้ำ และปัจจัยอื่นๆ ด้วย แต่กระนั้นก็ตาม ผิวน้ำในอ่าวเม็กซิโกซึ่งเสริมแรงให้กับพายุแคทรีน่านั้นอุ่นขึ้น ก็ทุบสถิติที่เคยมีการบันทึกไว้ เห็นได้ว่าแถบเส้นศูนย์สูตรเป็นส่วนหนึ่งของแนวโน้มระดับโลกในการที่มหาสมุทรร้อนขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับการร้อนขึ้นของบรรยากาศ การศึกษาจำนวนมากพบว่า ความเข้มข้นของเฮอริเคนนั้นเพิ่มขึ้นนับตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา