Os gases de efeito estufa são gases que absorvem e emitem energia radiante dentro da faixa do infravermelho térmico, causando o efeito de estufa. Os principais gases de efeito de estufa na atmosfera da Terra são o vapor de água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e ozônio. Sem gases de efeito de estufa, a temperatura média da superfície da Terra seria de cerca de -18°C, em vez da média atual de 15°C, favorável para manutenção da vida. As atmosferas de Vênus, Marte e Titã também contêm gases estufa. As atividades humanas, desde o início da Revolução Industrial (por volta de 1750) aumentaram a concentração atmosférica de dióxido de carbono em quase 50%, de 280 ppm em 1750 para 419 ppm em 2021. A última vez que a concentração atmosférica de dióxido de carbono foi tão alta foi há mais de três milhões de anos no passado. Este aumento ocorreu apesar da absorção de mais da metade das emissões por diversos sumidouros naturais de carbono no ciclo do carbono. Com as taxas atuais de emissão de gases estufa, as temperaturas podem aumentar em 2°C, que o Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima diz ser o limite superior, para evitar níveis "perigosos" até 2050. A grande maioria das emissões antropogênicas de dióxido de carbono provêm da queima de combustíveis fósseis, principalmente carvão, petróleo e gás natural, com contribuições adicionais do fabrico de cimento, produção de fertilizantes, desflorestação e outras mudanças no uso do solo. As concentrações atmosféricas são determinadas pelo equilíbrio entre fontes (emissões do gás provenientes de atividades humanas e sistemas naturais) e sumidouros (a retirada do gás da atmosfera por conversão num composto químico diferente). A proporção de uma emissão que permanece na atmosfera após um tempo especificado é a "fração aerotransportada". A fração aerotransportada anual é a razão entre o aumento atmosférico num determinado ano e as emissões totais desse ano. Em 2006, a fração aérea anual de CO2 era de cerca de 0,45. A fração aerotransportada anual aumentou a uma taxa de 0,25±0,21% ao ano no período de 1959-2006.
