W ziemskiej atmosferze występuje kilka gazów cieplarnianych, w szczególności dwutlenek węgla, metan, podtlenek azotu i różne gazy fluorowane. Każdy z tych związków pochłania światło we własnym zakresie częstotliwości, więc razem udaje im się pułapkę ciepła w atmosferze w szerokim spektrum długości fal.
Dwutlenek węgla jest jednym z najczęstszych gazów cieplarnianych obecnych w atmosferze. Wytwarzany jest przez spalanie paliw kopalnych na bazie węgla, takich jak ropa naftowa i węgiel, a także poprzez niektóre procesy naturalne, takie jak rozkład materii roślinnej. Dwutlenek węgla jest naturalnie usuwany z atmosfery przez deszcz i inne zjawiska naturalne. Metan jest silnym gazem cieplarnianym, który powstaje również w procesie rozkładu. Znaczna część metanu w atmosferze jest wynikiem rolnictwa na dużą skalę, takiego jak hodowla bydła. Tlenek azotu wytwarza się w sposób podobny do dwutlenku węgla i metanu. Rolnictwo i spalanie paliw kopalnych przyczynia się do jego rosnącej koncentracji wśród gazów atmosferycznych, a jego względna siła sprawia, że jest czwartym wiodącym gazem cieplarnianym. Fluorowane gazy to odrębna rodzina związków, które przyczyniają się do efektu cieplarnianego. Gazy te są niezwykle silnymi związkami syntetycznymi, które zwykle utrzymują się w atmosferze przez tysiące lat, ponieważ niewiele procesów naturalnych rozwinęło się w celu ich usunięcia.
