Diese Gase lassen zwar die kurzwellige Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre weitgehend ungehindert auf die Erde passieren. Doch wird die Strahlung in langwelliger Form von der Erde reflektiert, dann kann sie aufgrund dieser Gase nicht in den Weltraum entweichen, sondern wird auf die Erde zurück geworfen.

Darum erwärmt sich die Erde natürlicherweise um 33 Grad auf eine Durchschnittstemperatur von 15 Grad. Der gleiche Effekt tritt in verstärktem Maß bei der Venus auf - ihre Temperatur liegt zwischen 120 und 450 Grad Celsius und ist damit heißer als der Merkur, obwohl der doppelt so nah an der Sonne liegt. Auf dem Mars tritt auf Grund der nahezu fehlenden Atmosphäre kein merklicher Effekt auf - hier beträgt die Durchschnittstemperatur minus 133 Grad Celsius.

Diese Gase, vor allem CO₂, geraten seit dem Beginn der Industrialisierung in großen Mengen durch das Verbrennen von Kohle, Öl und Gas in die Atmosphäre. Weitere Quelle ist die Landwirtschaft. CO₂, Methan und Lachgas machen fast 90 Prozent des Effekts langlebiger Treibhausgase aus, berichtet die Weltwetterorganisation (WMO) der Vereinten Nationen. Mit deren Emission verstärkt der Mensch noch den natürlichen Treibhauseffekt.

Gemessen an den Werten um das Jahr 1750 und damit vor der Industrialisierung, ergeben sich mit Stand Ende 2005 laut WMO folgende Steigerungen: Kohlendioxid plus 35,4 Prozent, Lachgas plus 18,2 Prozent und Methan plus 154,7 Prozent. Demnach betrug die durchschnittliche CO₂-Konzentration 379,1 ppm (Teile pro Millionen Teile Luft). Bei Methan waren es 1,78 ppm, bei Lachgas 0,32 ppm. Zu Beginn der Industrialisierung waren es 280 ppm CO₂.

Die Szenarien für ein nichtlineares ("chaotisches") System wie das Klima sind nicht eindeutig. Es lässt sich jedoch nicht ausschließen, dass die polaren Eiskappen schmelzen und damit der Meeresspiegel steigt (die Niederlande werden somit größtenteils verschwinden). Ebenso sind die Auswirkungen auf die Desertifikation und auf die Ökosysteme unklar: Zwar ist für viele Pflanzen Kohlendioxid der begrenzende Faktor, der sie an weiterem Wachstum hindert (C3-Pflanzen), doch trifft das für andere nicht unbedingt zu (C4-Pflanzen) - das Bild der Ökosysteme dürfte sich ändern.