Los gases de efecto invernadero son aquellos cuyas moléculas son capaces de absorber y emitir radiación infrarroja, para lo cual tienen que tener átomos de distintos elementos. El principal es el dióxido de carbono (CO2), que está asociado a la actividad humana, pero también hay otros como el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O), el ozono (O3) o incluso el vapor de agua.

Los gases de efecto invernadero son gases que se encuentran en la atmósfera y que retienen el calor del sol. Esto es importante porque ayuda a mantener la temperatura de la Tierra en un rango adecuado para la vida. Sin embargo, cuando emitimos demasiados gases de efecto invernadero, la temperatura de la Tierra aumenta demasiado, lo que puede tener consecuencias graves para el medio ambiente y la vida en la Tierra. Los gases de efecto invernadero tienen una estructura molecular especial que les permite atrapar el calor del sol. Es como si fueran una manta que cubre la Tierra y mantiene el calor adentro. Los gases de efecto invernadero más importantes son el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y el vapor de agua. El dióxido de carbono es el gas de efecto invernadero más importante porque se emite en mayor cantidad debido a la quema de combustibles fósiles y la deforestación. El metano es el segundo gas de efecto invernadero más importante y se emite principalmente por la agricultura y la ganadería. El óxido nitroso es el tercer gas de efecto invernadero más importante, y se emite principalmente por la agricultura y la industria. El vapor de agua es el gas de efecto invernadero más abundante, pero su concentración en la atmósfera no está directamente controlada por las actividades humanas.

Los gases de efecto invernadero son aquellos que absorben radiación en la misma longitud de onda que emite la superficie terrestre, a la vez que son prácticamente transparentes a otras longitudes. Es por eso que permiten pasar casi toda la radiación del sol, pero cuando esta calienta la superficie, y la irradia de vuelta, los gases de efecto invernadero impiden la salida. El resultado neto es una mayor acumulación energética dentro de la atmosfera. Estos gases suelen moléculas muy pequeñas. Casi siempre inorgánicas (con la excepción del metano). Al contrario de lo que se piensa, el CO2 NO ES el gas de mayor efecto invernadero, sino que lo es el H20. EL motivo de esta confusión es que en el planeta tenemos lo que se conoce como "El ciclo del agua", un proceso natural de mantenimiento de la temperatura que regula a su vez la cantidad de agua en la atmosfera. No es sencillo de explicar, pero el conjunto de efectos físicos que afectan al agua en la atmosfera, se relaciona con la temperatura de forma que el sistema se mantiene estable. Sin agua para calentar la atmosfera, el planeta estaría congelado. Con exceso de agua, esta se dispersa tanto que disminuye el efecto de calentamiento. Es un equilibrio por tanto estable siempre que no haya efectos externos que saquen las distintas variables (principalmente presión, temperatura y radiación entrante) de sus respectivos rangos de estabilidad. El motivo de que se estudie tan profundamente el CO2 como principal causa del efecto invernadero no es por su efecto absoluto ni relativo, sino por que no existe un equivalente al "ciclo del CO2". No existe ningún mecanismo natural que regule su cantidad en la atmosfera en función inversa a la temperatura, por tanto es un aporte neto positivo a ese cambio, y al aumentar la temperatura, no disminuye. La mayor parte de la cantidad de CO2 en la atmosfera es principalmente debida a los mecanismos naturales de respiración de mucha de la flora. No obstante, el exceso generado en el ultimo siglo por efecto de la población humana y su desarrollo, es el motivo de que el CO2 protagonice las preocupaciones globales, y de que se utilice el CO2 como indicador a medir en los estudios sobre el cambio climático.