Sonnenlicht erwärmt die Erdoberfläche. Diese strahlt daraufhin Infrarotstrahlung nach oben ab. Bestimmte Gase in der Atmosphäre absorbieren einen Teil dieser Infrarotstrahlung und geben sie in alle Richtungen wieder ab, auch zurück zur Erde. Die daraus resultierende Erwärmung ist der Treibhauseffekt.

Ohne diesen natürlichen Prozess läge die durchschnittliche Temperatur der Erde weit unter dem Gefrierpunkt. Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan und andere Gase tragen dazu bei. Menschliche Aktivitäten haben die Konzentrationen einiger dieser Gase erhöht, wodurch der Effekt verstärkt und die globalen Temperaturen angestiegen sind.

Der Name leitet sich von der ähnlichen Wärmespeicherung in einem Glasgewächshaus ab, obwohl sich die physikalischen Mechanismen im Detail unterscheiden. Klimamodelle simulieren den Effekt, indem sie die Absorption und Emission von Strahlung bei jeder Wellenlänge und Höhe berechnen.

Das Verständnis des Treibhauseffekts ist grundlegend für die Erklärung sowohl des aktuellen Klimas als auch seiner jüngsten Veränderungen.