I principali gas serra presenti nell’atmosfera terrestre sono il vapore acqueo (H2O), l’anidride carbonica (CO2), il protossido di azoto (N2O) e il metano (CH4). I gas serra di origine sia antropica sia naturale trattengono con un meccanismo molto efficace la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre, impedendone l’irraggiamento verso lo spazio.
Mentre la presenza di vapore acqueo è legata al ciclo idrologico e dipende dalla temperatura dell’atmosfera, e quindi non risulta direttamente collegata alle attività antropiche, gli altri gas serra negli ultimi due secoli sono stati fortemente influenzati dalle attività dell’uomo.
Le attività umane e naturali determinano il rilascio in atmosfera di diverse sostanze climalteranti, tali rilasci costituiscono le emissioni, che possono subire dei processi di trasporto e trasformazione legati alla meteorologia e alla reattività chimica delle specie emesse ed essere infine misurate in termini di concentrazioni, che è la misura della presenza delle sostanze nell'aria ambiente.