La quantità di calore intrappolata nella troposfera determina la temperatura sulla terra. La quantità di calore nella troposfera dipende dalle concentrazioni dei gas serra atmosferici e dal tempo in cui tale gas rimangono nell'atmosfera. I gas serra più importanti sono anidride carbonica , CFC's (Cloro-Fluoro-Carbonio), ossidi di azoto ed il metano.

Da quando la rivoluzione industriale inizio' nel 1850, le attivita' umani stanno causando le emissioni di gas serra nell'atmosfera, come CFC's e anidride carbonica. Ciò ha prodotto un problema ambientale: la quantita' dei gas serra si e' sviluppati così estesamente, che il clima della terra sta cambiando perché la temperatura sta aumentando. Questa aggiunta artificiale all'effetto serra è nota come riscaldamento globale. Si sospetta che il riscaldamento globale possa causare un aumento delle tempeste, la fusione delle calotte di ghiaccio ai poli, che causano inondazioni nei continenti abitati ed altri problemi ambientali.

La prima persona che predisse che le emissioni di anidride carbonica prodotte dalla combustione dei combustibili fossili e da altri processi di combustione avrebbero causato un riscaldamento globale fu Svante Arrhenius, che pubblico' un articolo "Sull'influenza dell'acido carbonico presente nell'aria sulla temperatura della terra" nel 1896.

All'inizio del 1930 fu confermato che l'anidride carbonica atmosferica stava realmente aumentando. Verso la fine degli anni 50 quando furono sviluppate tecniche di misura altamente esatte, si trovo' un'ulteriore conferma. Entro gli anni 90, la teoria del riscaldamento globale fu ampiamente accettata, anche se non da tutti.

Di regola l'anidride carbonica è diffusa omogeneamente nell'atmosfera e la sua concentrazione, se misurata in due luoghi diversi, varia solo di poche parti per milione (ppm). Dal 900 al 1200 la concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera era circa 270 unità per milione. Prima della rivoluzione industriale e dell'uso diffuso dei combustibili fossili, restava a circa 280 unità per milione. Il livello registrato nel Marzo 2004 all'osservatorio di Mauna Loa, a un'altitudine di 3.400 metri, era di 379 parti per milione, rispetto ai 376 dell'anno precedente. L'aumento di circa tre unità da un anno all'altro è molto elevato rispetto all'incremento medio di 1,8 parti registrati negli ultimi dieci anni.