為獲取經驗，保證實施過程的可控性，歐盟排放交易體系的實施是逐步推進的。第一階段是試驗階段， 時間是從2005 年1 月1 日至2007 年12 月31 日。此階段主要目的并不在于實現溫室氣體的大幅減排，而是獲得運行總量交易的經驗，為后續階段正式履行《京都議定書》奠定基礎。在選擇所交易的溫室氣體上，第一階段僅涉及對氣候變化影響最大的二氧化碳的排放權的交易，而不是全部包括《京都議定書》提出的六種溫室氣體。在選擇所覆蓋的產業方面，歐盟要求第一階段只包括能源產業、內燃機功率在20MW 以上的企業、石油冶煉業、鋼鐵行業、水泥行業、玻璃行業、陶瓷以及造紙業等，并設置了被納入體系的企業的門檻；這樣，歐盟排放交易體系大約覆蓋1150O 家企業，其二氧化碳排量占歐盟的50%。而其他溫室氣體和產業將在第二階段后逐漸加入。

第二階段是從2008 年1 月1 日至2012 年12 月31 日，時間跨度與《京都議定書》首次承諾時間保持一致。

歐盟借助所設計的排放交易體系，正式履行對《京都議定書》的承諾。第三階段是從2013 年至2020 年。在此階段內，排放總量每年以1.74% 的速度下降，以確保2020 年溫室氣體排放要比1990 年至少低20%。