Sự nóng lên toàn cầu chủ yếu là do hiệu ứng nhà kính gia tăng hoặc sự hấp dẫn của một số khí nhất định trong khí quyển để cho phép ánh sáng mặt trời chiếu vào nhưng không tắt đi. Mặc dù Trái đất có những thời kỳ tự nhiên ấm hơn và mát hơn nhiệt độ tổng thể, hiện tượng ấm lên toàn cầu ngày càng trầm trọng hơn do các khí do công nghiệp nặng sản xuất ra.
Carbon dioxide, hay CO2, là thủ phạm chính tạo ra hiệu ứng nhà kính, vì nó đã tăng lên theo cấp số nhân kể từ khi con người bắt đầu sản xuất nặng, thải ra CO2 như một sản phẩm phụ. Một ví dụ của ngành sản xuất nặng này là sản xuất xi măng từ đá vôi. Khí mê-tan từ động vật trang trại và oxit nitơ cũng là nguyên nhân gây ra. Việc phá rừng nhanh chóng để làm công nghiệp làm giảm số lượng thực vật và cây cối mà nếu không sẽ hút carbon dioxide ra khỏi không khí và thay thế nó bằng oxy thông qua quá trình quang hợp.
Hiệu ứng nhà kính là một đặc tính tự nhiên của khí quyển; Sự sống như người ta thường biết sẽ không thể tồn tại nếu bầu khí quyển không giữ một phần nhiệt từ mặt trời và hoạt động như một chất cách nhiệt. Hiệu ứng nhà kính hoạt động do sự hiện diện của một số loại khí mà các phân tử của chúng liên kết lỏng lẻo đủ để giữ nhiệt, giải phóng nó dưới dạng bức xạ, và do đó làm nóng bầu khí quyển và mặt đất nhiều hơn những gì có thể xảy ra.
