陽光照射地球表面，使其升溫。地球表面隨後向上輻射紅外線。大氣中的某些氣體吸收一部分紅外線輻射，並將其向各個方向重新輻射，包括向地面輻射。由此產生的升溫現象就是溫室效應。

如果沒有這自然過程，地球的平均溫度將遠低於冰點。水蒸氣、二氧化碳、甲烷和其他氣體都對此有所貢獻。人類活動增加了其中幾種氣體的濃度，加劇了這個過程，並導致全球氣溫升高。

這個名稱源自於玻璃溫室中熱量滯留的類似現象，儘管其物理機制在細節上有所不同。氣候模型透過計算每個波長和高度的輻射吸收和發射來模擬這種效應。

了解溫室效應對於解釋當前氣候及其近期變化至關重要。