L'effetto serra è un fenomeno naturale che si verifica normalmente in ogni pianeta avente atmosfera, come Venere, Marte e Saturno.  Anche sulla Terra avviene questo particolare fenomeno, che ha lo stesso funzionamento di quello che avviene nelle serre per la coltivazione: il Sole riscalda il pianeta, e i suoi raggi, attraverso l'atmosfera, riscaldano il suolo. Poi, proprio come in una serra, il calore dalla Terra si riflette sull'atmosfera, ma, incontrando la barriera composta da particelle che si trovano naturalmente nell'aria, in parte si ferma nei raggi solari e viene trattenuto nella stratosfera. Purtroppo, negli ultimi anni, questo fenomeno si è intensificato, portando il calore a permanere di più nell'atmosfera, surriscaldandola.

Il CO₂ è un gas che lascia passare la luce solare, ma riflette le radiazioni infrarosse. Ecco allora che, se il livello di CO₂ aumenta troppo, il calore riflesso rimane intrappolato negli strati bassi dell’atmosfera, invece di disperdersi nello spazio. Si crea così l’effetto serra. A causa dell'effetto serra la temperatura del nostro pianeta è già aumentata di circa un grado nell'ultimo secolo. Le sostanze che determinano l'effetto serra sul nostro pianeta, chiamati gas serra, sono principalmente vapore acqueo, anidride carbonica (CO₂), metano, ossido nitroso (N₂O) e ozono.

Oggi si nutrono serie e fondate preoccupazioni sul costante aumento della percentuale di CO₂ nell’aria, causato delle combustioni (soprattutto di carbone e di altri fossili) che avvengono sulla superficie terrestre. Dal 1900 la quantità di anidride carbonica proveniente dalla combustione di sostanze fossili è aumentata circa del 4,3% all’anno, con un aumento che conobbe flessione solamente durante le due guerre mondiali e la depressione degli anni trenta. Oggi la concentrazione di anidride carbonica è in aumento del 20% rispetto al valore presunto ante rivoluzione industriale. E' però difficile sapere di quanto salirà la temperatura e se salirà in modo omogeneo in ogni zona della terra . Secondo ipotesi attendibili, se le tendenze attuali continueranno, intorno al 2030-2050 si arriverà ad una doppia quantità di CO₂ presente nell’atmosfera, rispetto all’era preindustriale: da 280 a 560 parti per milione. Si potrebbe arrivare ad un aumento della temperatura terrestre compreso fra 1,5 °C e 5,4 °C. Questo riscaldamento non sarebbe però ripartito uniformemente sul pianeta: si prevede che all’equatore la temperatura salirebbe di pochissimo, mentre alle zone temperate, cioè la nostra, l’aumento potrebbe essere molto più elevato. A causa di tale aumento di temperatura cambierebbe l’entità dell’evaporazione e delle precipitazioni, rendendo certe regioni più umide ed altre più aride. Si avrà quindi un pianeta più molto più caldo.