Znaczna część promieniowania słonecznego  jest przepuszczana przez atmosferę ziemską i pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, co powoduje jej ogrzanie. Wskutek ocieplenia powierzchni Ziemi następuje emisja promieniowania podczerwonego. Znaczna część tego promieniowania jest pochłaniana przez znajdujące się w atmosferze  gazy cieplarniane oraz przez drobne kropelki wody w chmurach. Energia cieplna jest  przekazywana przez atmosferę głównie z powrotem do powierzchni Ziemi w postaci tzw. promieniowania zwrotnego a tylko część ulatuje w przestrzeń kosmiczną. Promieniowanie zwrotne ogrzewa ponownie powierzchnię Ziemi, dlatego jest podstawową przyczyną występowania na naszej planecie efektu cieplarnianego. Energia oddawana przez naszą planetę jest mniejsza od energii przyjmowanej pochodzącej ze Słońca.
                Dopóki człowiek nie zanieczyszczał środowiska w tak znacznym stopniu, jak ma to miejsce obecnie, główną rolę w pochłanianiu ciepła odbitego od powierzchni Ziemi pełniła para wodna. Jednak od kilkudziesięciu już lat na skutek działalności człowieka szybko wzrasta rola  gazów cieplarnianych.