Światło słoneczne ogrzewa powierzchnię Ziemi. Powierzchnia następnie wypromieniowuje energię podczerwoną w górę. Niektóre gazy w atmosferze pochłaniają część tego promieniowania podczerwonego i ponownie emitują je we wszystkich kierunkach, w tym z powrotem w kierunku Ziemi. Wynikające z tego ocieplenie to efekt cieplarniany.

Bez tego naturalnego procesu średnia temperatura planety byłaby znacznie poniżej zera. Przyczyniają się do tego para wodna, dwutlenek węgla, metan i inne gazy. Działalność człowieka zwiększyła stężenie kilku z tych gazów, nasilając ten efekt i podnosząc globalną temperaturę.

Nazwa pochodzi od analogicznego zjawiska zatrzymywania ciepła w szklarni, choć mechanizmy fizyczne różnią się w szczegółach. Modele klimatyczne symulują ten efekt, obliczając absorpcję i emisję promieniowania dla każdej długości fali i wysokości.

Zrozumienie efektu cieplarnianego jest podstawą wyjaśnienia zarówno obecnego klimatu, jak i jego ostatnich zmian.