На Земле основными парниковыми газами являются: водяной пар(ответственен примерно за 36—70 % парникового эффекта, без учёта облаков),углекислый газ (CO2) (9—26 %), метан (CH4) (4—9 %) и озон (3—7 %). Азот (N2), кислород (O2) и любые другие газы, молекулы которых имеют строго симметричное распределение электрического потенциала, прозрачны для инфракрасного излучения и никакого значения для парникового эффекта не имеют. Особенностью водяного пара является способность конденсироваться и зависимость его концентрации в атмосфере от температуры воздуха, что придаёт ему свойство положительной обратной связи в климатической системе. Атмосферные концентрации CO2 и CH4увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в серединеXVIII века. Согласно отдельным исследованиям, такие уровни концентрации достигнуты впервые за последние 650 тысяч лет — период, для которого были получены достоверные данные из образцов полярного льда.

Около половины всех парниковых газов, получаемых в ходе хозяйственной деятельности человечества, остаётся в атмосфере. Около трёх четвертей всех антропогенных выбросов углекислого газа за последние 20 лет стали результатом добычи и сжигания нефти,природного газа и угля, при этом примерно половина объёма антропогенных выбросов углекислоты связывается наземной растительностью и океаном. Бо́льшая часть остальных выбросов CO2 вызвана изменениями ландшафта, в первую очередь вырубкой лесов, однако скорость связывания наземной растительностью углекислого газа превосходит скорость его антропогенного высвобождения вследствие сведения лесов. По данным МГЭИК ООН, до трети общих антропогенных выбросов CO2 являются результатом обезлесения. Около четверти всех парниковых газовобразуется из-за сельскохозяйственной деятельности