Omkring 155 länder förväntas formellt underteckna FN-avtalet och sätta igång händelser som skulle kunna leda till att fördraget fungerar inom ett år.
FN säger att det förväntade rekorddeltagandet för undertecknandet visar ett överväldigande globalt stöd för att ta itu med stigande temperaturer.
Men vissa miljöaktivister har avfärdat händelsen som en "distraktion".
Trots president Obamas frånvaro förväntas omkring 60 världsledare här på FN:s högkvarter, däribland Frankrikes president Francois Hollande och premiärminister Trudeau från Kanada.
Men bara deras underskrifter kommer inte att räcka för att göra Parisavtalet operativt. De rättsliga kraven innebär att varje land måste genomgå en ratificeringsprocess. För vissa kommer detta inte att kräva något annat än samtycke från den politiska ledaren som i Förenta staternas exempel.
Andra, till exempel Indien och Japan, måste dock lämna dokumentet till sina parlament; vissa kan behöva nya lagar. Europeiska unionen förväntas släpa efter i denna fråga, eftersom den ännu inte har kommit överens med de 28 medlemsstaterna om hur utsläppsminskningarna ska fördelas. Varje medlemsstat måste också ratificera avtalet individuellt.
Vissa länder, däribland Marshallöarna, Palau, Fiji och Schweiz, har redan slutfört detta steg och kommer formellt att kunna ansluta sig till avtalet den 22 april.
För att fördraget ska kunna träda i kraft krävs det minst 55 länder som står för minst 55 % av de globala utsläppen för att alla steg ska kunna slutföras.
Även om detta är en svår tröskel för att nå en ovanlig koalition av intressen gör det möjligt.
För det första vill president Obama se till att affären fungerar innan hans efterträdare tillträder i januari nästa år. Om nästa president vill ta USA ur ett etablerat fördrag måste de vänta i fyra år - då kanske de inte längre bestämmer.
Många av de minst utvecklade länderna driver också framåt, eftersom ett skrivfel i utarbetandet av det nya avtalet innebär att det blir operativt så snart som det når 55/55-strecket, och inte 2020 som många människor hade tänkt sig.
Fattigare länder fruktar att om tröskeln är nådd så kan de lämnas ute i kylan om de inte har ratificerat, vilket innebär att de inte skulle kunna påverka reglerna och organiseringen av det nya avtalet.
"Det var lite surr för några veckor sedan med någon som antyder att några av de mindre länen bör avstå från att underteckna, för att få en bättre affär," förklarade Reid Detchon från United Nations Foundation.
"Det faktum att det är detta stora antal utvecklingsländer som kommer till bordet här säger att argumentet inte har slagit rot och de såg verkligen hur djupt deras egna nationella självintresse var bundet till framgång här."
Forskare och analytiker är också angelägna om ett snabbt genomförande av avtalet av olika skäl. Enligt en ny studie av forskare på Chatham House, lämnar någon ökning av ambitionen att minska kol till 2025 som beskrivs i Paris affären skulle göra det nära på omöjligt att hålla temperaturer under 2 grader C, glöm 1,5.
"För att Parisavtalet ska ha någon trovärdighet har vi inte råd att vänta tio år för att öka ambitionen", säger Shane Tomlinson, en senior forskare på Chatham House.
"Estimater antyder att skillnaden mellan var utsläppen kommer att vara och var de behöver vara kommer att vara omkring 11 gigaton koldioxid år 2025. Det är mer än de årliga utsläppen i Kina, "tillade han.
Reid Detchon enades om behovet av brådska och ökad ambition. Men han var orolig för att de globala ledarna inte riktigt förstod att det på sätt och vis var lätt att nå en överenskommelse i Paris.
"Mitt största bekymmer är egentligen att vi bara är på första steget i en stege med ökad ambition. Det kommer att bli tydligt för världen under de kommande 3 -5 åren hur mycket mer vi behöver göra för att stabilisera klimatet."
Vissa miljöaktivister och inhemska ledare anser att hela processen inte är värd det papper den är skriven på. Enligt International Alliance of Frontline Communities är Parisavtalet en "farlig distraktion" från de verkliga frågorna.
"Jag började delta i FN:s klimatmöten 1999. Under de senaste 17 åren har jag bevittnat företag, Wall Street och andra ekonomiska inflytande rensa några verkliga lösningar som kommer ut av förhandlingarna, "sade Tom Goldtooth, av Indigenous Environmental Network, i ett uttalande.
"Som ett resultat, Parisavtalet målet att stoppa den globala temperaturhöjningen med 1,5 grader C är inte verkligt eftersom de löften varje land gör kommer att tillåta utsläppsnivåer som kommer att öka den globala temperaturen 3 - 4 grader.  Detta kommer att bli katastrofalt för världens ekosystem."
Följ Matt på Twitter @MattMcGathBBC och på Facebook.
Det första viktiga steget för att omsätta klimatavtalet i praktiken i Paris kommer att äga rum på fredag.