2015 bød på en historisk høj andel af CO2 i atmosfæren, og sådan vil det fortsætte i generationer, siger WMO.
Koncentrationen af kuldioxid i atmosfæren har rundet et skarpt hjørne.
For første gang målte FN-organisationen WMO i 2015 en koncentration af CO2 på mere end 400 milliondele (ppm) i gennemsnit for hele året.
Tallene fremgår af WMO's årlige statusrapport om drivhusgasser.
Andelen af CO2 i atmosfæren er tidligere målt til over 400, men ikke for et helt år.
Udledningen af drivhusgassen CO2 er hovedårsag til forandringer af klodens klima, og udviklingen går den gale vej, konstaterer WMO.
Tallet vil stige i 2016.
FN-organisationen spår, at andelen af CO2 i atmosfæren vil forblive over 400 ppm "i mange generationer frem".
Med den globale FN-aftale om klimaet, der blev indgået i Paris i december, var 2015 et historisk år, konstaterer WMO's chef, Petteri Taalas.
- Men det vil også blive husket som historisk, da det markerede en ny æra for klimaforandringer med rekordhøje koncentrationer af drivhusgasser, siger Taalas.
I 2014 var koncentrationen af CO2 i atmosfæren 397,2 ppm.
Forskere forklarer den høje koncentration med blandt andet vejrfænomenet El Niño, som i fjor var meget stærk.
Men det er ikke hele forklaringen, advarer WMO.
- El Niño er væk. Men det er klimaforandringerne ikke, siger Taalas.
WMO's årlige statusrapport indeholder også data om andre drivhusgasser end CO2 - blandt andet metan.
I 2015 var gennemsnittet for metan 1845 milliarddele (ppb), hvilket er 256 procent højere end før industrialiseringen.