空气中的二氧化碳能够挡住红外辐射，从而防止地表热量辐射到太空中。所以，如果空气中没有二氧化碳，地球表面年平均气温至少要降低20摄氏度。而二氧化碳过多，地球就像盖上厚被子，由于空气与外界缺乏热交换而形成保温效果，大气变暖，变成“温室”。当然，“温室气体”不只是二氧化碳，二氧化碳约占75%，氯氟代烷约占15%~20%，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种气体。

通常，大气中80%的二氧化碳来自动、植物的呼吸，20%来自燃料燃烧。在大气碳循环中，约75%的二氧化碳会被海洋、湖泊、河流等水域及降水所溶解，约5%的二氧化碳会通过植物光合作用，被转化为有机物质。但是数十年来，全球人口剧增，工业高速发展，所产生的二氧化碳排放量远远超过了之前的水平。同时全球地面水域却大量缩小，降水量减少，森林、植被被大量破坏，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡。所以，大气中的二氧化碳含量逐年增加、累积，温室效应不断增强。

温室效应可导致海平面上升。全世界大约有三分之一的人生活在距离海岸线60千米内的陆地区域，海平面一旦升高，无情的海水会直接吞没这些地方。温室效应可加剧洪涝和干旱发生的频率。温室效应会破坏海洋环流，使得暴雨、连年大旱等极端天气经常出现。温室效应对生态系统的破坏也是非常明显的，二氧化碳含量的增多会使植物的光合作用增强，生长季节延长，一些植物因为不能适应这些变化而死亡。