Az éghajlatváltozás legfőbb oka az üvegházhatás. Egyes, a Föld légkörében előforduló gázok olyan funkciót töltenek be, mint a melegházak üvegburája: beengedik a Nap hőjét, visszafelé - tehát a világűr felé - azonban útját állják annak, globális felmelegedést okozva ezzel.
Ezeknek az üvegházhatású gázoknak a többsége a természetben is megtalálható, de az emberi tevékenységek következtében megnövekedett a koncentrációjuk, különösen a következő üvegházhatású gázoké:
A globális felmelegedés legfőbb oka az emberi eredetű szén-dioxid, amelynek légköri koncentrációja jelenleg 48%-kal magasabb, mint 1750 előtt (azaz az iparosodást megelőzően).
Az emberi tevékenységek kisebb mértékben más üvegházhatású gázokat is a légkörbe juttatnak. A metán a szén-dioxidnál is erőteljesebb üvegházhatást okozó gáz, amely azonban kevesebb ideig marad a légkörben. A dinitrogén-oxid (a szén-dioxidhoz hasonlóan) viszont olyan üvegházhatású gáz, amely - az évtizedek és évszázadok során - felhalmozódik a légkörben.