Enligt WMO är det 66 procents sannolikhet att den årliga genomsnittliga globala temperaturen under minst ett av åren mellan 2023 och 2027 kommer ligga på mer än 1,5 grader jämfört med förindustriell tid.
Troligtvis kommer även femårsperioden som helhet vara den varmaste som någonsin registrerats, enligt WMO.
Parisavtalet sätter långsiktiga mål för att vägleda länder att minska de globala utsläppen av växthusgaser för att begränsa den globala temperaturökningen under detta århundrande till två grader.
– Den här rapporten betyder inte att vi permanent kommer att överskrida 1,5 grader som anges i Parisavtalet, som i sin tur hänvisar till långvarig uppvärmning under många år, säger WMO:s generalsekreterare Petteri Taalas.
– WMO slår däremot larm om att vi kommer passera 1,5 graders-nivån på en tillfällig basis med ökande frekvens.
Väderfenomenet El Niño som väntas ta fart de kommande månaderna, beräknas förstärka uppvärmningen som drivs av höga halter av växthusgaser i atmosfären.