เมื่อประมาณ ๑๐๐ ปีมาแล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อว่า อาร์เรเนียส ได้เป็นผู้ริเริ่มใช้คำว่า สภาวะเรือนกระจก และยังได้ทำนายว่า การเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล จะเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซค์ในบรรยากาศ และนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบรรยากาศโลก ปัจจุบัน ความเชื่อเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก ยังไม่เป็นเอกฉันท์ มีทั้งผลการศึกษาที่พบว่า อุณหภูมิบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นระหว่าง ๐.๕ องศาเซลเซียส นับตั้งแต่ พ.ศ. ๒๑๔๓ และผลการศึกษาอื่นๆที่พบว่า อุณหภูมิบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นระหว่าง ๐.๓ องศาเซลเซียสกับ ๐.๖ องศาเซลเซียส แต่ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่า อุณหภูมิบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นนั้น เนื่องจากเป็นวัฏจักรของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศตามธรรมชาติ หรือเกิดจากการกระทำของมนุษย์

            สภาวะเรือนกระจกที่ส่งผลกระทบต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบรรยากาศโลกนั้น เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของชั้นก๊าซบางๆ ในบรรยากาศชั้นบนของโลก ที่เรียกว่า ก๊าซเรือนกระจก ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซค์เป็นส่วนสำคัญ ชั้นก๊าซบางๆ นี้มีคุณสมบัติโปร่งใส และยอมให้รังสีจากดวงอาทิตย์ส่วนใหญ่ทะลุผ่านบรรยากาศ เมื่อรังสีจากดวงอาทิตย์กระทบกับผิวโลก จะเปลี่ยนเป็นรังสีความร้อน ส่งผ่านกลับออกไปสู่บรรยากาศ แต่ในครั้งนี้ก๊าซชั้นบางๆ จะไม่ยอมปล่อยให้รังสีคลื่นยาวทะลุผ่านไปได้ทั้งหมด โดยดูดรังสีความร้อนนี้ไว้บางส่วน และบางส่วนสะท้อนกลับมายังพื้นโลก ในอดีต กระบวนการของก๊าซเรือนกระจก ทำให้บรรยากาศโลกมีความอบอุ่นที่พอเหมาะ สำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในปัจจุบันพบว่า กระบวนการรับและส่งกลับรังสีความร้อนในชั้นบรรยากาศดังกล่าว กำลังเปลี่ยนไป ซึ่งเป็นผลจากการกระทำของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตและใช้พลังงานโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้ทำให้การปล่อยคาร์บอนไดออกไซค์ออกสู่บรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก และส่งผลกระทบต่อปริมาณก๊าซเรือนกระจก ซึ่งก็มีผลให้ปริมาณความร้อน ถูกสะท้อนกลับเข้ามาที่ผิวโลกมากขึ้นทุกๆ ปี ทำให้อุณหภูมิบรรยากาศโลกโดยเฉลี่ย มีค่าสูงกว่าค่าที่เหมาะสม นอกจากคาร์บอนไดออกไซค์แล้ว ยังมีก๊าซอื่นๆ ที่เป็นก๊าซเรือนกระจกด้วย ได้แก่ ไนทรัสออกไซค์ มีเทน และคลอโรฟลูออโรคาร์บอน