Saulės energija šildo Žemės paviršių ir, pakilus temperatūrai, šiluma infraraudonosios energijos pavidalu spinduliuojama atgal į atmosferą. Dalį šios energijos atmosferoje absorbuoja „šiltnamio dujos".

Atmosfera veikia panašiai kaip šiltnamis: praleidžia į vidų matomą šviesą ir sugeria infraraudonąją energiją, todėl šiltnamio viduje sulaikoma šiluma. Toks natūralus procesas vadinamas „šiltnamio efektu". Be jo vidutinė metų temperatūra tesiektų -18°C, o dabar ji yra +15°C.

Tačiau dėl žmogaus veiklos šiltnamio efektą sukeliančių dujų, ypač anglies dvideginio, metano ir azoto suboksido į atmosferą išmetama daug daugiau, todėl stiprinamas šiltnamio efektas ir pasaulio temperatūra kyla.