热岛效应
假若没有大气层，地球表面的平均温度不会是现在适宜的15℃，而是十分低的-18℃。这温度上的差别是由所谓的“温室气体”引起的，这些气体吸收红外线辐射而影响着地球整体的能量平衡。
大气层吸收了来自地球表面所释放的长波辐射，再反射回地面，使得地面和大气层在吸收太阳辐射与释放红外线辐射至太空之间形成整体的动态能量平衡。正是借着这种“天然的温室效应”，地表温度得以维持。但由于近年来人类活动释放出大量的温室气体，正以前所未有的速度，改变着大气层的组成结构。其中特别是化石燃料燃烧后所产生的CO2气体，让更多红外线辐射被折返到地面上，加强了“温室效应”的作用。这种“人为的温室效应”导致了地球平均温度的持续上升。
虽然至目前为止，地球平均气温仅增加少许 (过去100年只增加0.3℃至0.6℃)，海平面则持续上升(过去100年共计上升10至15cm)，但工业革命后CO2浓度增加了28％，科学家预测若不采取任何防治措施则至2100年时，地表温度将较目前增加l℃至3.5℃，海平面将上升15至95cm。这种温室效应对于整个生态环境(包括地球、海洋与人类的经济、社会等)及全球气候，将有深远而难以预测的影响。
温室气体占大气层质量的不足1%，主要的温室气体有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大气层中的水气(H2O)虽然是“天然温室效应”的主要原因，但普遍认为它的成份并不直接受人类活动所影响。
