"President Trump kommer att dra sig ur klimatavtalet från Paris", skriver Vita huset i ett pressmeddelande som inte ger några ytterligare detaljer.
Det kommer att ta ett år för USA att lämna avtalet efter det att landet lämnar in en formell underrättelse till FN:s ramverk som ligger till grund för de globala klimatförhandlingarna.
Beskedet innebär ett allvarligt slag mot det internationella samarbetet för att minska beroendet av fossila bränslen. Kritiker varnar för att det kan uppmuntra andra stora utsläppsländer som Kina och Indien att minska sina egna åtaganden.
Det är andra gången som USA lämnar avtalet. Under sin första mandatperiod 2017–2021 beslutade Trump att USA skulle dra sig ur, vilket också skedde.
Trumps efterträdare Joe Biden beslutade på sin första dag i Vita huset 2021 att återansluta USA till Parisavtalet.
Det globala klimatavtalet förhandlades fram i december 2015 när Frankrike stod värd för det återkommande globala klimattoppmötet. Avtalet slår bland annat fast att den globala uppvärmningen ska begränsas till under två grader jämfört med förindustriell tid och att de globala utsläppen snarast möjligt ska nå sin högsta nivå för att sedan minska.