In der Erdatmosphäre bewirken Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Methan und Ozon seit Bestehen der Erde einen Treibhauseffekt, der entscheidenden Einfluss auf die Klimageschichte der Vergangenheit und das heutige Klima hat. Die Rolle des Glases wird hier von den genannten Treibhausgasen übernommen, die durchgängig für den kurzwelligen Anteil der Sonnenstrahlung sind, langwellige Wärmestrahlung hingegen je nach Treibhausgas in unterschiedlichen Wellenlängen absorbieren und emittieren.

Der größte Teil des Treibhauseffekts wird mit einem Anteil von ca. 36–70 % (ohne Berücksichtigung der Effekte der Wolken) durch Wasserdampf in der Atmosphäre verursacht. Kohlendioxid trägt ca. 9–26 % zum Treibhauseffekt bei, Methan ca. 4-9 %, und Ozon ca. 3–7 %.

Nach Meinung der Klimaforscher würde die seit der durch den Menschen herbeigeführte Industrialisierung übermäßige Erwärmung der Erde dazu führen, dass durch die Ausdehnung des Wassers und die Abschmelzung des Inlandeises der Meeresspiegel drastisch ansteigt. Damit einher gehen großflächige Landverluste in den Küstenregionen, die den Menschen ihren Lebensraum entziehen würden und sie zu Umweltflüchtlingen machen würde. Außerdem wird befürchtet, dass die Häufigkeit extremer Witterungserscheinungen wie Sturmfluten, Orkane oder Dürrekatastrophen zunehmen würde. Die Ausdehnung der Wüsten könnte ebenfalls zu verheerenden Folgen führen. Die Gewinnung von Land durch das Auftauen der Permafrostböden verspräche zwar für einige Länder einen kurzzeitigen Gewinn, allerdings wird derzeit auch über die Auswirkung diskutiert, die das Freiwerden des im Dauerfrostboden gespeicherten Methans haben könnte.