Los niveles atmosféricos de dióxido de carbono (CO₂), el gas de efecto invernadero más peligroso y prevalente, son los más altos jamás registrados y no paran de crecer. Los niveles de gases de efecto invernadero están ahora tan altos principalmente porque los seres humanos los han liberado al aire al quemar combustibles fósiles. Los gases absorben la energía solar y mantienen el calor cerca de la superficie de la Tierra, en lugar de dejarlo escapar al espacio. Esta captura de calor se conoce como efecto invernadero.

Las raíces del concepto de efecto invernadero se remontan al siglo XIX, cuando el matemático francés Joseph Fourier calculó en 1824 que la Tierra sería mucho más fría si no tuviera atmósfera. En 1896, el científico sueco Svante Arrhenius fue el primero en relacionar el aumento del gas dióxido de carbono procedente de la quema de combustibles fósiles con un efecto de calentamiento. Casi un siglo después, el climatólogo estadounidense James E. Hansen declaró ante el Congreso que "el efecto invernadero se ha detectado y está cambiando nuestro clima ahora".

Hoy en día, cambio climático es el término que utilizan los científicos para describir los complejos cambios, impulsados por las concentraciones de gases de efecto invernadero, que están afectando actualmente a los sistemas meteorológicos y climáticos de nuestro planeta. El cambio climático engloba no sólo el aumento de las temperaturas medias que conocemos como calentamiento global, sino también los fenómenos meteorológicos extremos, los cambios en las poblaciones y hábitats de la fauna y flora silvestres, la subida del nivel del mar y otros muchos efectos.

Principal componente del gas natural, el metano se libera en los vertederos, las industrias del gas natural y del petróleo, y la agricultura (sobre todo a partir de los sistemas digestivos de los animales de pastoreo)