Chim cánh cụt hoàng đế là một trong những điều mà tổ chức Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) quan tâm nhất. Cùng với chín loài khác thuộc chim cánh cụt, nó đang được Mỹ xem xét để đưa vào Luật về loài nguy cấp (ESA). Một số lý do chính khiến chim cánh cụt hoàng đế thiếu thức ăn là do biến đổi khí hậu. Các lý do khiến số lượng chim cánh cụt hoàng đế giảm sút là do bệnh tật, sự ấm lên toàn cầu.

Số cánh cụt hoàng đế giảm 50% trong khu Terre Adélie do tỉ lệ tử vong của con lớn tăng lên, đặc biệt là con trống, trong một thời gian dài thời tiết ở đây ấm áp bất thường cuối năm 1970, khiến cho những biển băng bị tan. Mặt khác, mức độ trứng nở thành công giảm đi do biển băng tăng lên. Do đó loài này được cho là rất nhạy cảm với khí hậu.

Kết quả nghiên cứu của viện Hải dương học Woods Hole vào tháng 1 năm 2009 đã cho rằng chim cánh cụt hoàng đế có thể tuyệt chủng vào năm 2100 do biến đổi khí hậu trên Trái Đất. Bằng cách áp dụng mô hình toán học để dự đoán sự tan biển băng từ việc ấm lên toàn cầu, họ đã kết luận rằng cuối thế kỷ 21, chim cánh cụt hoàng đế sẽ giảm đi 87%, từ 3.000 cặp chim sẽ giảm xuống chỉ còn 400 cặp chim.