Jordens gennemsnitstemperatur endte på 16,38 grader, hvilket er 0,93 grader over gennemsnittet for septembermånederne mellem 1991 og 2020.
I år endte dette tal 0,5 grader over den tidligere varmerekord for september fra 2020.
Forskerne har aldrig før set et lignende spring fra den tidligere rekord af denne type.
- Efter en rekordvarm sommer ser vi nu også målinger for september, som har slået rekorden for sæsonen med ekstraordinær margin, siger Samantha Burgess, vicedirektør for EU's Copernicus Climate Change Service, i en pressemeddelelse.
Temperaturerne i år nærmer sig nu 1,4 grader over den førindustrielle gennemsnitstemperatur, fortsætter Burgess.
Det er kun 0,1 grader under Paris-aftalens mål om at begrænse den globale opvarmning til 1,5 grader.
Ifølge EU's klimaovervågningstjeneste var havis i Antarktis på et historisk lavpunkt i september.
Tallene viser, at det dækkede 9 procent mindre areal, end det gjorde i gennemsnit fra 1991 til 2020.