人类诞生后几百万年中，一直和自然界相安无事。早期人类破坏自然界的能力很弱，最多只能引起局部小气候的改变。但是工业革命以来就不一样了。因为工业化意味着大量燃烧煤和石油，意味着向地球大气排放巨量的废气。其中二氧化碳气体会造成大气温室效应，使全球变暖，极冰融化，海平面上升。
全球的地面平均温度约为15℃。可是，如果没有大气，根据地球获得的太阳热量和地球向宇宙空间放出的热量相等，可以计算出地球的地面平均温度应为-18℃。大气像被子一样，形成了温室效应。
世界上，宇宙中任何物体都有辐射电磁波，物体温度越高，辐射的电磁波波长越短。太阳表面温度约6 000℃，它发射的电磁波长很短，称为太阳短波辐射（其中包括从红到紫色的可见光）。地面在接受太阳短波辐射而增温的同时，也时时刻刻向外辐射电磁波而冷却。地球发射的电磁波长因为温度较低而较长，称为地面长波辐射。
短波辐射和长波辐射在经过地球大气时遭遇是不同的：大气对太阳短波辐射几乎是透明的，却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐射的同时，也向外辐射波长更长的长波辐射（因为大气温度比地面更低）。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地面接受到逆辐射后就会升温，或者说大气对地面起到了保温作用。这就是大气温室效应的原理。
地球大气的这种保温作用，很类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（因此温室效应也称暖房效应或花房效应）。因为玻璃也有透过太阳短波辐射和吸收地面长波辐射的保温功能。
在正常情况下，温室效应对地球上万物生长是有利的。