אפקט החממה נובע מזה שפחמן דו חמצני וגזים אחרים המצויים באטמוספרה של כדור הארץ, אינם מאפשרים לחום הנפלט מן האדמה לברוח אל החלל. החום מוקרן בחזרה אל האדמה כמו בחממת פרחים שבה נשמרת טמפרטורה נוחה לגידולים לא עונתיים. אם לא הייתה קיימת תופעה זו בכדור הארץ, הטמפרטורות היו נמוכות מאוד והחיים היו שונים או שלא קיימים (כמו על הפלנטות השכנות במערכת השמש). מכאן שאפקט החממה חשוב מאוד לקיום החי והצומח והאורגניזמים למיניהם על פני כדור הארץ. בשנים האחרונות, רואים שתהליך זה הולך ומתגבר בגלל העלייה בריכוז CO2 וגזי חממה אחרים. טוענים שמאז ראשית המאה העשרים, עלתה הטמפרטורה הממוצעת בעולם בחצי מעלה צלזיוס ובסוף המאה היו השנים החמות ביותר. מאז שהתפתחה התעשייה והתרבו הרכבים, שורפים פחם ונפט, הפולטים לאטמוספרה כמויות גדולות של גזים רעילים לאדם ולסביבה ושיעור הפחמן הדו חמצני הולך וגובר.

תהליך ההטמעה (פוטוסינתזה) המתבצע בצמחים ירוקים, מהווה גורם מאזן, המייצב את יחס החמצן והפחמן הדו חמצני באוויר. זהו תהליך המתבצע כמעט במעגל סגור של נשימה ופרוק מצד אחד וקליטה והטמעה מצד שני. הפחמן שממנו נוצר CO2 הנפלט לאוויר, מקורו במאגרי פחמן הנמצאים במעמקי האדמה. הוא נוצר לפני מיליוני שנים על ידי ריקבון של אורגניזמים שונים שהפכו לדלקים שמהם אנו מפיקים את עיקר האנרגיה לקיומינו. השמדת הצמחייה בחלקים רבים בעולם, מקטינה את יכולתם להטמיע חלק מהפחמן הדו חמצני הנפלט בכמות גדולה ממפעלים ומרכבים. ידוע שיערות הגשם הטרופיים ובעלי החיים שבתוכם מהווים מערכת מאוזנת שאינה משנה את אחוז הפחמן הדו חמצני של האטמוספרה בכדור הארץ. אולם כריתת יערות בכול שנה (בגודל של שטח ישראל) גורמת לשחרור כמויות גדולות של פחמן מקרקעות היער החשופות. השריפות הרבות של עצי היער מגבירות את ריכוז ה CO2 באוויר.

אחד מגזי החממה המסוכנים הוא גז מיתן (CH4) הנמצא בטבע במעמקי האדמה, במכרות פחם ונוצר על ידי פרוק אנ- אירובי (ללא נוכחות חמצן) של חומר פסולת אורגנית במזבלות.  הוא גז חסר ריח וצבע, פחות צפוף מהאוויר בטמפרטורת החדר ומשמש כחומר בעירה בתעשייה. הוא נפלט לאוויר גם מנפיחות של בעלי חיים כגון צאן ובקר, שמגדלים במסות גדולות בחוות חקלאיות. למרות שכמות המיתן הנפלטת לאוויר מעטה מזה של פחמן דו חמצני, זהו גז חממה מסוכן התורם בהדרגה להתחממות כדור הארץ.

בשנים האחרונות אנו חשים שינויים במזג האוויר בעולם, כגון חום וקור, שיטפונות, בצורות, שריפות, הוריקנים אדירים ועוד. אפקט החממה עלול לגרום להתחממות מוגברת של כדור הארץ שיביא להמסת הקרחונים בקטבים, לעליית גובה פני הים ולהצפת שטחים נמוכים. המדבריות עלולים להתרחב (הנגב המדברי עלול לנוע צפונה), ארצות צפון מערב אירופה עלולות להתקרר עקב השיבושים בזרם הגולף החם שלא יגיע לשם ועוד מפגעים למיניהם. המידע המצטבר מהמחקרים ברחבי העולם, תומך בתיאוריה שלפיה התחממות כדור הארץ נובעת מפעילות האדם אף על פי שיש מעט חוקרים הטוענים שאלה הם תהליכים מחזוריים טבעיים.