Gazy cieplarniane mają bezpośredni związek z globalnym ociepleniem, ponieważ dzięki swoim własnościom fizykochemicznym mają zdolność zatrzymywania energii słonecznej w obrębie atmosfery ziemskiej. Należą do nich przede wszystkim: para wodna, dwutlenek węgla, podtlenek azotu, metan, freon, ozon i inne. Niektóre spośród nich są naturalnymi składnikami atmosfery ziemskiej i są obecnymi w niej od milionów lat. Dzięki ich obecności w atmosferze, na Ziemi zaistniały warunki klimatyczne umożliwiające powstanie i rozwój życia. Ostatnio ich stężenie w powietrzu dzięki ludzkiej działalności, stopniowo wzrasta. Pojawiły się dodatkowo gazy nieobecne w naturalnych warunkach, wykazujące podobne właściwości – absorpcji promieniowania emitowanego przez naszą planetę. Równocześnie obserwowany jest wzrost średniej temperatury powietrza w najniższych – przypowierzchniowych warstwach atmosfery.
Dominujący udział w efekcie cieplarnianym ma para wodna. Jej zawartość w atmosferze ziemskiej jest zmienna w czasie i różna nad poszczególnymi obszarami naszej planety (waha się w granicach 40% do 95%), co wynika z cyklu krążenia wody w środowisku.
Dwutlenek węgla jest drugim, istotnym dla efektu cieplarnianego składnikiem atmosfery ziemskiej, chociaż jego udział w tym zjawisku jest o rząd wielkości mniejszy od udziału pary wodnej. Działalność ludzka ma znacznie większy wpływ na jego obecność w atmosferze. Od początku ery przemysłowej zawartość dwutlenku węgla pochodzącego ze źródeł sztucznych w powietrzu systematycznie wzrasta i przewiduje się, że w 2100 roku będzie go w powietrzu dwa razy więcej niż dziś. Zwiększa się również zawartość innych gazów mających wpływ na zatrzymywanie energii cieplnej przy powierzchni Ziemi.
Mechanizm efektu cieplarnianego jest złożony, jednak w pewnym uproszczeniu można go przedstawić w następujący sposób:
Promieniowanie słoneczne docierające w okolice Ziemi napotyka na swej drodze górne warstwy atmosfery ziemskiej, które pochłaniają lub odbijają pewną jego część, pozostała część podążając ku Ziemi jest częściowo pochłaniana, odbijana i rozpraszana w kolejnych warstwach atmosfery.
Jednak większość promieniowania słonecznego dociera do najniższych warstw atmosfery i do powierzchni Ziemi, gdzie jest częściowo od niej odbijane, a częściowo pochłaniane ogrzewając naszą Ziemię.
Reasumując ogromna większość promieniowania słonecznego zostaje „zatrzymana” przez atmosferę przyczyniając się do jej ogrzania i wzrostu temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi.
Nie jesteśmy w stanie z całą pewnością stwierdzić, że to właśnie źródła antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka) powodują potęgowanie się efektu cieplarnianego. Jednakże jeśli faktycznie tak jest to my ludzie możemy wywołać zupełnie nieobliczalne i niezwykle długotrwałe skutki w środowisku naszej Ziemi. Anomalie pogodowe, nasunięcie lądolodów na gęsto zaludnione, obecnie ogrzewane przez prądy morskie obszary lądów, susze, w efekcie zmiany zasięgu roślinności, masowe wymieranie gatunków wskutek kurczenia się lub zanikania środowisk przez nie zasiedlonych, w końcu być może, zagrożenie istnienia gatunku ludzkiego. Nad ewentualnymi konsekwencjami wzmagającego się efektu cieplarnianego głowią się całe rzesze naukowców i jak dotychczas nie potrafią dojść do zgodnych wniosków.
