У 1896 р. шведський хімік С. Арреніус уперше висловив припущення про нагрівання атмосфери і земної поверхні внаслідок парникового ефекту. В атмосферу Землі сонячна енергія проникає у вигляді короткохвильової радіації. Деяка її частина відбивається в космічний простір, інша поглинається молекулами повітря і нагріває його і приблизно половина досягає земної поверхні. Поверхня Землі нагрівається і випромінює довгохвильову радіацію, що має менше енергії, ніж короткохвильова. Після цього радіація проходить через атмосферу і частково втрачається в космосі, а велика її частина поглинається атмосферою і повторно відбивається до поверхні Землі. Цей процес повторного відбиття радіації можливий через присутність в повітрі, хоч і в невеликих концентраціях, домішок багатьох газів (т.зв. парникових), що мають як природне, так і антропогенне походження. Вони пропускають короткохвильову радіацію, але поглинають або відбивають довгохвильову. Кількість теплової енергії, що втримується, залежить від концентрації парникових газів і тривалості їх перебування в атмосфері. Основні парникові гази — водяна пара, вуглекислий газ, озон, метан, оксид азоту і хлорфторвуглеводні. Безсумнівно, найважливішим серед них є водяна пара, значна доля і вуглекислого газу. 90 % вуглекислого газу, що щорічно поступає в атмосферу, утворюється під час дихання (окиснення органічних сполук клітинами рослин і тварин). Однак це надходження компенсується його споживанням зеленими рослинами в процесі фотосинтезу. Середня концентрація вуглекислого газу в тропосфері за рахунок діяльності людини щорічно зростає приблизно на 0,4 %.
На основі комп'ютерного моделювання було зроблено прогноз, згідно з яким внаслідок зростання вмісту вуглекислого та інших парникових газів в тропосфері неминуче станеться глобальне потепління. Якщо він справдиться і середня температура повітря на Землі підвищиться усього на кілька градусів, наслідки можуть бути катастрофічними: зміняться клімат і погода, умови зростання рослин, утому числі сільськогосподарських культур, почастішають посухи, почнуть танути льодовики і льодовикові покриви, що, у свою чергу, призведе до підвищення рівня Світового океану і затоплення приморських низовин.
Учені підрахували, що для стабілізації клімату планети необхідно 60%-ве (відносно рівня 1990 р.) зменшення надходження парникових газів. У червні 1992 р. в Ріо-де-Жанейро на конференції ООН з навколишнього середовища і розвитку делегати 160 країн підписали Конвенцію щодо зміни клімату, яка заохочувала подальші зусилля щодо зменшення викидів парникових газів і поставила за мету до 2000 р. стабілізувати надходження їх в атмосферу на рівні 1990 р.
