Krótkofalowe promieniowanie Słońca swobodnie przedostaje się przez atmosferę i dociera do powierzchni planety. Ziemia, ogrzewając się, sama staje się źródłem promieniowania zwanego długofalowym. Ogrzana powierzchnia emituje promieniowanie długofalowe, które w części wydostaje się do przestrzeni kosmicznej, a częściowo jest przechwytywane przez gazy obecne w atmosferze. Gazy te zapobiegają nadmiernej ucieczce ciepła z Ziemi i atmosfery – nazywamy je gazami cieplarnianymi. Wzrost koncentracji tych substancji w atmosferze w ostatnich dwóch stuleciach spowodowany jest działalnością człowieka. Skutkuje to tym, że w systemie Ziemia – atmosfera pozostaje więcej energii cieplnej. Następuje wzrost średniej temperatury powietrza na kuli ziemskiej.