Τα αέρια του θερμοκηπίου αντανακλούν τη θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει η Γη και την εμποδίζουν να χαθεί στο διάστημα. Αυτό καθιστά τη Γη θερμότερη από ό,τι θα ήταν χωρίς τα αέρια του θερμοκηπίου. Αυτό ονομάζεται "φαινόμενο του θερμοκηπίου".
Τα περισσότερα αέρια του θερμοκηπίου είναι φυσικά - οι υδρατμοί είναι το πιο κοινό και προκαλούν το μεγαλύτερο μέρος του φαινομένου του θερμοκηπίου στη Γη. Άλλα αέρια του θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, το οξείδιο του αζώτου, ο χλωροφθοράνθρακας και το όζον.
Χωρίς τα αέρια του θερμοκηπίου, η γη θα ήταν κατά μέσο όρο 33 βαθμούς Κελσίου ψυχρότερη. Η ζωή όπως την ξέρουμε δεν θα ήταν πιθανώς δυνατή στη Γη, διότι η θερμότητα είναι σημαντική για τη ζωή. Οι φυσικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ποικίλλουν. Για παράδειγμα, οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις που δημιούργησαν τις Παγίδες της Σιβηρίας πριν από ένα τέταρτο δισεκατομμύριο χρόνια μπορεί να απελευθέρωσαν αρκετά αέρια για να προκαλέσουν εν μέρει την εξαφάνιση της Πέρμιας-Τριαδικής περιόδου, η οποία σκότωσε το μεγαλύτερο μέρος της ζωής στη Γη.
Ωστόσο, ο άνθρωπος προσθέτει αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Αυτό κάνει τη μέση θερμοκρασία του πλανήτη να αυξάνεται αυξάνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το σημαντικότερο αέριο του θερμοκηπίου που προσθέτει ο άνθρωπος στην ατμόσφαιρα είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο αποτελεί σήμερα περίπου το 0,04% της ατμόσφαιρας. Το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται όταν οι άνθρωποι καίνε ορυκτά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο, ο άνθρακας και το φυσικόαέριο. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα προέρχονται κυρίως από τις μεταφορές, την ενέργεια και τις βιομηχανίες. Η μεγαλύτερη είναι η καύση ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας: αλλά αν εξετάσουμε πού χρησιμοποιείται η ηλεκτρική ενέργεια, η μεγαλύτερη είναι η βιομηχανία. Ο Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας δήλωσε ότι οι εκπομπές που σχετίζονται με την κτηνοτροφία προστίθενται σε 7,1 γιγατόνους (GT) ισοδύναμου διοξειδίου του άνθρακα (CO2-eq) ετησίως - ή 14,5% όλων των ανθρωπογενών εκπομπών θερμοκηπίου. Αυτό είναι περισσότερο από το 13% που προέρχεται από τις παγκόσμιες μεταφορές (συμπεριλαμβανομένων όλων των αυτοκινήτων και των αεροπλάνων) κάθε χρόνο.
Οι υδρατμοί είναι το πιο άφθονο από αυτά τα αέρια και αντιδρούν στην κλιματική αλλαγή. Με άλλα λόγια, όταν η ατμόσφαιρα είναι θερμή, υπάρχουν περισσότεροι υδρατμοί. Έτσι, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα εμφάνισης νεφών και βροχοπτώσεων.
Εκτός από την καύση ορυκτών καυσίμων, οι άνθρωποι μειώνουν την απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα με την κοπή των δέντρων. Προσθέτουμε επίσης μεθάνιο στην ατμόσφαιρα εκτρέφοντας βοοειδή και άλλα αγροτικά ζώα, όπως χήνες, γαλοπούλες, χοίρους, κοτόπουλα και πρόβατα. Οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι η παραγωγή 1 κιλού βοδινού κρέατος έχει ως αποτέλεσμα περισσότερες εκπομπές CO2 από ό,τι μια τρίωρη βόλτα με το αυτοκίνητο, ενώ αφήνουμε όλα τα φώτα αναμμένα στο σπίτι. Επιπλέον, η ανθρώπινη δραστηριότητα προσθέτει υδρατμούς στην ατμόσφαιρα μέσω της αυξημένης εξάτμισης από τη χρήση πύργων ψύξης σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με θερμικό κύκλο ή τη δημιουργία τεχνητών λιμνών. Οι δραστηριότητες αυτές συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
