Varios gases de efecto invernadero están presentes en la atmósfera terrestre, especialmente dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y varios gases fluorados. Cada uno de estos compuestos absorbe la luz en su propio conjunto de frecuencias, por lo que juntos logran atrapa el calor en la atmósfera a través de un amplio espectro de longitudes de onda.
El dióxido de carbono es uno de los gases de efecto invernadero más comunes presentes en la atmósfera. Se produce por la quema de combustibles fósiles a base de carbono, como el petróleo y el carbón, así como a través de algunos procesos naturales como la descomposición de la materia vegetal. El dióxido de carbono se elimina naturalmente de la atmósfera por la lluvia y otros fenómenos naturales. El metano es un potente gas de efecto invernadero que también se genera en el proceso de descomposición. Gran parte del metano en la atmósfera es el resultado de la agricultura a gran escala, como la cría de ganado. El óxido nitroso se produce de manera similar al dióxido de carbono y el metano. La agricultura y la quema de combustibles fósiles contribuyen a su creciente concentración entre los gases atmosféricos, y su potencia relativa lo convierte en el cuarto gas de efecto invernadero líder. Los gases fluorados son una familia distinta de compuestos que contribuyen al efecto invernadero. Estos gases son compuestos sintéticos extremadamente potentes que generalmente persisten en la atmósfera durante miles de años porque se han desarrollado pocos procesos naturales para eliminarlos.