ภาวะเรือนกระจกโลกร้อนเกิดขึ้นเมื่อก๊าซส่วนเกินที่เรียกว่าก๊าซเรือนกระจกติดอยู่ในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่าของโลกป้องกันความร้อนจากการหลบหนีออกสู่อวกาศ ก๊าซเรือนกระจกให้แสงเข้ามา แต่หยุดความร้อนจากการหลบหนีคล้ายกับการออกแบบเรือนกระจก ยิ่งก๊าซเรือนกระจกยังคงอยู่ในบรรยากาศยิ่งมีความร้อนมากขึ้นเท่านั้น เมื่อเวลาผ่านไปภาวะเรือนกระจกโลกร้อนนี้ทำให้ดาวเคราะห์อุ่นขึ้น
หนึ่งในก๊าซเรือนกระจกที่แพร่หลายมากที่สุดคือไอน้ำพร้อมกับคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซติดตามอื่น ๆ โลกมีปรากฏการณ์เรือนกระจกตามธรรมชาติและหากไม่มีอุณหภูมิของโลกจะอยู่ที่ประมาณ 0 องศาฟาเรนไฮต์ (ประมาณ -18 องศาเซลเซียส) หลักฐานนี้มีอายุย้อนไปถึงปี 1820 เมื่อโจเซฟฟอร์เย่อร์ตระหนักว่าโลกจะเย็นมากขึ้นโดยไม่มีบรรยากาศ ในปี 1890 นักเคมีชาวสวีเดน Svante Arrhehius ตระหนักว่ามนุษย์สามารถเพิ่มภาวะเรือนกระจกโดยการสร้างคาร์บอนไดออกไซด์ ภาวะโลกร้อนจากนั้นเกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพิ่มเติม
ก๊าซเรือนกระจกบางส่วนเกิดขึ้นจากการกระทำของมนุษย์ การเผาไหม้ถ่านหินน้ำมันและก๊าซธรรมชาติส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่อากาศและการตัดไม้ทำลายป่าทำให้ผลกระทบรุนแรงขึ้น ก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตรายจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศเช่นกันเนื่องจากสารเคมีที่พบในสเปรย์ตู้เย็นและถ้วยโฟม การปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตรายส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากก๊าซขนาดเล็กอาจเก็บไว้ในความร้อนจำนวนมาก นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรมมนุษย์ได้ยกระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศขนาดใหญ่ที่ในอดีตได้ยึดครองมาหลายศตวรรษได้เกิดขึ้นในช่วงเวลาเพียงไม่กี่ทศวรรษ
เมื่อความร้อนถูกขังอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกมากขึ้นเนื่องจากภาวะเรือนกระจกโลกร้อนนักวิทยาศาสตร์บางคนทำนายว่าฤดูร้อนและฤดูหนาวทั่วโลกจะกลายเป็นอุ่นขึ้น อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นอาจส่งผลต่อพืชเนื่องจากอาหารบางชนิดไม่ได้รับความร้อน นอกจากนี้ภาวะเรือนกระจกโลกร้อนอาจทำให้ขั้วแคปละลายซึ่งทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อโลกผ่านน้ำท่วมดินแดนชายฝั่งทะเล
ในขณะที่บางพื้นที่อาจเกิดน้ำท่วมภาวะเรือนกระจกโลกร้อนอาจทำให้ส่วนอื่นของโลกแห้ง สิ่งนี้จะเปลี่ยนระบบนิเวศของโลกเปลี่ยนพื้นที่ที่พืชและสัตว์สามารถดำรงอยู่ได้ ในทางกลับกันสิ่งนี้อาจนำไปสู่การตายของสัตว์และพืชบางชนิด
