当地球大气层（地球周围的空气）中的某些气体捕捉到红外辐射时，就会产生温室效应。这使地球变得更暖和，类似于使温室变暖的方式。
温室效应是由温室气体引起的，地球大气中最重要的温室气体是：水蒸气、二氧化碳（CO2）和甲烷。当空气中的温室气体较多时，空气中的热量就会增加。这就是为什么更多的温室气体会导致气候变化和全球变暖。
温室效应是自然的。它对地球上的生命很重要。如果没有温室效应，地球的平均温度将在-18或-19摄氏度左右（0或1华氏度）。地球将被锁定在冰河时代。由于温室效应，地球的实际平均温度为14摄氏度（57华氏度）。
问题是，最近，温室效应变得更加强烈。这是因为人类一直在使用大量的化石燃料，这些燃料在燃烧时会释放出二氧化碳。由于二氧化碳是一种温室气体，它在过去150年里造成了地球变暖。
大约1万年前，在人们开始大量燃烧化石燃料之前，大气中的二氧化碳(CO2)含量为百万分之260至280，但现在已超过400ppm。大多数科学家说，拥有350ppm或更少的二氧化碳对环境是安全的，地球上的物种可以适应这个水平。更高的水平会使动物和海洋生物出现严重的问题，这些问题在今天已经出现了，比如海洋酸化。
温室效应是约瑟夫-傅立叶在1824年首次提出的。火星、金星和其他有大气层的行星也有温室效应。对金星的影响特别大，因为金星有很多二氧化碳。这就是为什么金星比水星更热的原因，尽管水星离太阳更近。第一个预言化石燃料燃烧（和其他燃烧过程）产生的二氧化碳会导致全球变暖的人是斯凡特-阿尔海尼乌斯。
