Phạm vi thực hiện đề án là hệ thống đô thị trên phạm vi toàn quốc (63 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương), tập trung vào các tỉnh và các đô thị chịu ảnh hưởng mạnh từ biến đổi khí hậu. Phân theo 2 khu vực chịu tác động: Hệ thống đô thị ven biển, ven sông, các khu vực đô thị đồng bằng có nguy cơ ngập lụt, nước biển dâng, triều cường, mất đất, nhiễm mặn nguồn nước; Hệ thống đô thị miền núi, cao nguyên chịu ảnh hưởng lũ ống, lũ quét và sạt lở đất, suy giảm nguồn nước ngầm.
Đề án được lập cho giai đoạn từ nay đến 2020, tầm nhìn sau năm 2020. Cụ thể, giai đoạn I (từ 2013-2015) thực hiện tại 6 đô thị gồm: TP.HCM, Hà Nội, Cần Thơ, Hải Phòng, Đà Nẵng và tỉnh Cà Mau.
Giai đoạn II (từ 2016-2020) thực hiện cho 35 đô thị trong đó có 24 đô thị thuộc 15 tỉnh vùng duyên hải Bắc bộ, duyên hải miền Trung và đồng bằng sông Cửu Long; 11 đô thị thuộc 10 tỉnh vùng miền núi phía Bắc và Tây Nguyên.
Giai đoạn sau 2020, thực hiện trên hệ thống đô thị ven biển, đồng bằng có nguy cơ ngập lụt và hệ thống các đô thị có nguy cơ cao chịu tác động của lũ quét, sạt lở đất tại các vùng miền núi phía Bắc, duyên hải ven biển miền Trung, Đông Nam bộ và Tây Nguyên.