Ô nhiễm không khí góp phần vào sự nóng lên toàn cầu vì nó thải ra một lượng quá lớn các khí độc hại vào bầu khí quyển. Carbon dioxide, methane và chlorofluorocarbon đều được coi là khí nhà kính. Trong khi chúng xuất hiện trong tự nhiên, với số lượng nhỏ hơn nhiều, hoạt động của con người đã làm tăng sản lượng theo cấp số nhân trong vòng 150 năm qua.
Con người và động vật đều thải khí cacbonic vào không khí khi thở. Thực vật hút khí cacbonic từ không khí vào lá và thân cây như một phần của quá trình quang hợp. Chất diệp lục, làm cho cây xanh, sử dụng năng lượng của Mặt trời để chuyển carbon dioxide thành oxy và carbohydrate. Ôxy được giải phóng vào không khí. Các loại carbohydrate được cây trồng dự trữ hoặc sử dụng làm thực phẩm.
Lượng khí carbon dioxide dư thừa trong không khí, được đưa vào đó bằng cách sử dụng nhiên liệu hóa thạch và khí tự nhiên, sẽ lấn át hệ thống này. Góp phần vào vấn đề này là sự phá rừng dần dần của các khu rừng nhiệt đới, đồng nghĩa với việc ít thực vật hấp thụ khí cacbonic hơn. Sự ấm lên của các đại dương đồng nghĩa với việc ít tảo biển hơn. Những cây nước này cũng giúp loại bỏ khí nhà kính trong bầu không khí.
Khí nhà kính giữ nhiều năng lượng của Mặt trời hơn, dần dần làm hành tinh nóng lên. Cũng giống như nhà kính của người làm vườn, bầu khí quyển dày hơn giữ nhiệt gần bề mặt Trái đất hơn. Việc liên tục bơm không khí ô nhiễm vào bầu khí quyển là nguyên nhân dẫn đến vấn đề.
