Klimagasser er atmosfæriske gasser som absorberer varme, og deretter utstråler varmen. Prosessen med kontinuerlig absorbering og utstråling skaper en syklus som holder på varmen i atmosfæren; denne syklusen kalles drivhuseffekten. Menneskelige aktiviteter har resultert i økende nivåer av klimagasser i atmosfæren, noe som resulterer i en forbedret drivhuseffekt. Den forbedrede drivhuseffekten forårsaker en global oppvarmingstrend som er forstyrrende for økosystemer over hele verden. Klimagasser inkluderer karbondioksid, vanndamp, metan og lystgass.
Karbondioksid
Menneskelig karbondioksidutslipp er den viktigste årsaken til global oppvarming. Omtrent to tredjedeler av menneskeskapt karbondioksid kommer fra forbrenning av fossilt brensel, med ytterligere en tredjedel som følge av avskoging. Kull lagres i plantemateriale, som trær og planter, i skogene. Fossilt brensel er for det meste skapt ved anaerob nedbrytning av nedgravd plantemateriale, vanligvis i løpet av millioner av år. Når fossilt brensel blir brent, og skog ødelagt, frigjøres det lagrede karbonet i atmosfæren som karbondioksid. Fra og med 2011 var atmosfæriske karbondioksidnivåer omtrent 35 prosent over normale og økte.
Vanndamp
Vanndamp er den vanligste klimagassen, og den med størst totaleffekt på atmosfærisk varmelagring. På grunn av den forbedrede drivhuseffekten øker nivået av vanndamp i atmosfæren på grunn av en positiv tilbakemeldingssløyfe. Varmere forhold forårsaker økt fordampning av vann, med den varmere atmosfæren i stand til å holde større mengder vanndamp. Derfor, når menneskelige drivhusutslipp forårsaker oppvarming, er økte vanndampnivåer en sekundær effekt. Jo høyere vanndampnivåer fanger opp enda mer varme, og skaper tilbakemeldingssløyfen.
Metan
Metan, hovedkomponenten i naturgass, er en kraftig klimagass som fanger omtrent 20 ganger så mye varme som karbondioksid. Atmosfære metanutslipp oppstår under boring av naturgass, kullgruving og andre industrielle prosesser. Fordøyelsessystemene til husdyr produserer omtrent 35 prosent av metanutslippene forårsaket av mennesker. Noen forskere spår at oppvarmingstrendene vil smelte arktisk permafrost, noe som resulterer i store utslipp av metan, og en positiv tilbakemeldingsløyfe som vil akselerere global oppvarming.
Nitrogenoksid
Lystgass eksisterer i mye mindre konsentrasjoner i atmosfæren, men er en veldig effektiv klimagass som fanges opp omtrent 300 ganger så mye varme som karbondioksid. Humane lystgassutslipp produseres hovedsakelig av landbrukssektoren. Når nitrogenrik gjødsel kommer inn i underjordiske akviferer og elver, brytes de ned for å produsere nitrogen i atmosfæren, med lystgass som et biprodukt. Menneskeskapte lystgassutslipp utgjør mellom 6 og 10 prosent av den forbedrede drivhuseffekten.