ก๊าซเรือนกระจกเป็นก๊าซในชั้นบรรยากาศที่ดูดซับความร้อนแล้วแผ่ความร้อนออกมาอีกครั้ง กระบวนการดูดซับและแผ่รังสีอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดวัฏจักรที่กักเก็บความร้อนไว้ในชั้นบรรยากาศ วัฏจักรนี้เรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก กิจกรรมของมนุษย์ส่งผลให้ระดับก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดภาวะเรือนกระจกมากขึ้น ผลกระทบจากภาวะเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดภาวะโลกร้อนที่ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทั่วโลก ก๊าซเรือนกระจก ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ มีเทน และไนตรัสออกไซด์
คาร์บอนไดออกไซด์
การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของมนุษย์เป็นสาเหตุสำคัญที่สุดประการเดียวของภาวะโลกร้อน ประมาณสองในสามของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มนุษย์สร้างขึ้นมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล และอีกส่วนหนึ่งในสามเป็นผลมาจากการตัดไม้ทำลายป่า คาร์บอนถูกเก็บไว้ในสสารของพืช เช่น ต้นไม้และพืช ภายในป่า เชื้อเพลิงฟอสซิลส่วนใหญ่สร้างขึ้นจากการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนของสสารพืชที่ฝังอยู่ โดยปกติจะใช้เวลาหลายล้านปี เมื่อเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาและป่าไม้ถูกทำลาย คาร์บอนที่เก็บไว้จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ ในปี 2554 ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศสูงกว่าปกติประมาณ 35 เปอร์เซ็นต์และเพิ่มขึ้น
ไอน้ำ
ไอน้ำเป็นก๊าซเรือนกระจกที่พบบ่อยที่สุด และเป็นก๊าซที่มีผลกระทบโดยรวมมากที่สุดต่อการกักเก็บความร้อนในบรรยากาศ เนื่องจากปรากฏการณ์เรือนกระจกที่เพิ่มขึ้น ระดับของไอน้ำในบรรยากาศจึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากวงจรป้อนกลับเชิงบวก สภาวะที่อุ่นขึ้นจะทำให้น้ำระเหยเพิ่มขึ้น โดยบรรยากาศที่อุ่นขึ้นจะสามารถกักเก็บไอน้ำได้ในปริมาณที่มากขึ้น ดังนั้น เมื่อการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของมนุษย์ทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ระดับไอน้ำที่เพิ่มขึ้นจึงเป็นผลรอง ระดับไอน้ำที่สูงขึ้นจะดักจับความร้อนมากขึ้น ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับ
มีเทน
มีเทนซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพซึ่งดักจับความร้อนได้มากถึง 20 เท่าของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การปล่อยก๊าซมีเทนในบรรยากาศเกิดขึ้นระหว่างการขุดเจาะก๊าซธรรมชาติ การขุดถ่านหิน และกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ ระบบย่อยอาหารของปศุสัตว์ผลิตประมาณ 35 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยก๊าซมีเทนที่มนุษย์สร้างขึ้น นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าแนวโน้มภาวะโลกร้อนจะละลายดินที่เย็นจัดของอาร์กติก ส่งผลให้เกิดการปล่อยก๊าซมีเทนจำนวนมาก และกระแสตอบรับเชิงบวกที่จะเร่งภาวะโลกร้อน
ไนตรัสออกไซด์
ไนตรัสออกไซด์มีความเข้มข้นน้อยกว่ามากในบรรยากาศ แต่เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีประสิทธิภาพมาก โดยดักจับความร้อนมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 300 เท่า การปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ของมนุษย์เกิดจากภาคเกษตรกรรมเป็นหลัก เมื่อปุ๋ยที่อุดมด้วยไนโตรเจนเข้าไปในชั้นหินอุ้มน้ำและแม่น้ำใต้ดิน ปุ๋ยเหล่านี้จะสลายตัวเพื่อผลิตไนโตรเจนในบรรยากาศ โดยมีไนตรัสออกไซด์เป็นผลพลอยได้ การปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ที่มนุษย์สร้างขึ้นมีสัดส่วนระหว่าง 6 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ของภาวะเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้น