تُسخّن أشعة الشمس سطح الأرض، فيشعّ السطح طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى الأعلى. تمتص بعض الغازات في الغلاف الجوي جزءًا من هذه الأشعة وتعيد إشعاعها في جميع الاتجاهات، بما في ذلك باتجاه الأرض. والنتيجة هي ظاهرة الاحتباس الحراري.

لولا هذه العملية الطبيعية، لكان متوسط ​​درجة حرارة الكوكب أقل بكثير من درجة التجمد. ويساهم في ذلك بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان وغازات أخرى. وقد أدت الأنشطة البشرية إلى زيادة تركيزات العديد من هذه الغازات، مما عزز تأثيرها ورفع درجات الحرارة العالمية.

يُستمد الاسم من ظاهرة احتجاز الحرارة داخل البيوت الزجاجية، على الرغم من اختلاف الآليات الفيزيائية في التفاصيل. تحاكي نماذج المناخ هذه الظاهرة بحساب امتصاص وانبعاث الإشعاع عند كل طول موجي وارتفاع.

يُعد فهم ظاهرة الاحتباس الحراري أمراً أساسياً لتفسير كل من المناخ الحالي وتغيراته الأخيرة.