温室气体主要成分二氧化碳能够让太阳光通过进入地球大气层及地球表面，而使空气加热，而阻止多数热量向外散出，从而导致大气升温，这种现象叫温室效应。
温室效应是指大气中的CO2和水蒸汽等能够吸收由地球发射的波长较长的辐射，从而对地球起到保温作用，这相同于人工温室作用，故称温室效应。
因此，二氧化碳也被称为温室气体。‘全球变暖’温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外，地球的气候因此需要转变来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡。这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气低层变暖，因为这样可以将过剩的辐射排放出外。
虽然如此，地球表面温度的少许上升可能会引发其他的变动，例如：大气层云量及环流的转变。
当中某些转变可使地面变暖加剧(正反馈)，某些则可令变暖过程减慢(负反馈)利用复杂的气候模式，‘政府间气候变化专门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在2100年上升1.4至5.8℃。
这预计已考虑到大气层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋有较大的热容量)。但是，还有很多未确定的因素会影响这个推算结果，例如：未来温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等。
