Treibhausgase absorbieren die von der Erdoberfläche abgestrahlte langwellige Wärmestrahlung. Dieser natürliche Treibhauseffekt erhöht die Temperatur an der Erdoberfläche um 33 Kelvin auf ca. 15 °C. Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffmonoxid, Trivialname Lachgas (N2O). Durch industrielle Prozesse, die Nutzung fossiler Brennstoffe und Landnutzungsänderung ist die atmosphärische Konzentration der Treibhausgase stark angestiegen. Dieser Anstieg ist durch globale Messprogramme lokal und global nachweisbar.