La lumière du soleil réchauffe la surface de la Terre. Celle-ci émet alors un rayonnement infrarouge vers le haut. Certains gaz atmosphériques absorbent une partie de ce rayonnement et le réémettent dans toutes les directions, y compris vers le sol. Le réchauffement qui en résulte est l'effet de serre.

Sans ce processus naturel, la température moyenne de la planète serait bien inférieure à zéro. La vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et d'autres gaz y contribuent. Les activités humaines ont accru la concentration de plusieurs de ces gaz, renforçant ainsi leur effet et entraînant une hausse des températures mondiales.

Ce terme provient du phénomène analogue de piégeage de la chaleur à l'intérieur d'une serre en verre, bien que les mécanismes physiques diffèrent dans le détail. Les modèles climatiques simulent cet effet en calculant l'absorption et l'émission de rayonnement à chaque longueur d'onde et altitude.

Comprendre l’effet de serre est fondamental pour expliquer à la fois le climat actuel et ses changements récents.