太陽輻射以短波型態進入大氣，部分反射回大氣、太空，其餘被地面所接收。地面接收短波輻射之後，再以長波輻射方式散逸出去。由於大氣中的水氣、二氧化碳、臭氧、一氧化氮、甲烷、氧氣等溫室氣體，具有選擇吸收性，吸收地表長波輻射，將能量截留下來，造成地表保暖作用，從而使得平均溫度上升，此稱為溫室效應。工業革命以後，人口增多，工業化快速發展，使得溫室氣體增多，全球平均溫度上升，溫室效應增強，全球暖化問題也因此更趨嚴重。隨大氣中二氧化碳增多，地球表面和大氣層下部有增強趨勢的變暖現象。大氣層容許很大一部分來自太陽的可見光輻射線到達地表並使之加熱。一部分這種熱能又以長波紅外線輻射形式被地表反向輻射回去，其中很大部分被大氣中的二氧化碳和水蒸氣的分子所吸收，一部分作為熱能反射回地表。這大致同溫室窗玻璃所產生的效應類似︰溫室窗玻璃能使可見波段的日光透過，但把熱量阻止在室內。這種紅外輻射的被捕獲促使地表和大氣下層變暖，溫度比沒有大氣的情況下要高。沒有這種溫室加熱作用的話，地球的平均溫度勢必將只有大約-73℃(-100℉)；在這樣條件下，連大洋都要凍結了。相反的，一種像在金星上發現的那種「脫繮烈馬般難以駕馭」的溫室效應，則可能引起地表溫度高達500℃(932℉)。由於現代工業社會普遍燃燒礦物燃料(煤炭、石油和天然氣)引起大氣中二氧化碳含量升高，使得地球上的溫室效應加強，亦可能造成長期的氣候變遷。其他微量氣體，如氯化氟碳化物(氟利昂)、一氧化二氮和甲烷之類在大氣中濃度增加，可能也會使溫室條件更加嚴重，這些又主要是由於人類活動的結果造成的。越來越多的科學家已經預測說，21世紀到來之前就將看到氣候格局方面的重大變化，他們估計，到21世紀中葉，全球平均溫度可能會增高5℃(9℉)之多。這樣的全球升溫作用勢必促使兩極冰蓋和高山冰川迅速溶融，結果是海岸水位明顯升高。全球溫度的這種上升也理應會產生旱澇的新格局和新的極限值，將嚴重地破壞某些地區的糧食生產。然而，另外一些從事氣候研究的科學家卻堅持說，這種預測言過其實。

1.王秋原主編(2003)：地理（三），台北：東華書局。2.大英百科全書。2005年。大英線上繁體中文版。