Znanstvenici pripisuju trend globalnog zatopljenja uočen od sredine 20. stoljeća ljudskom širenju “efekta staklenika” – zagrijavanja koja nastaje kada atmosfera zadržava toplinu koja zrači iz Zemlje prema svemiru. Određeni plinovi u atmosferi blokiraju toplinu. Dugovječni plinovi koji ostaju polutrajno u atmosferi i ne reagiraju fizički ili kemijski na promjene temperature opisani su kao “prisiljavanje” klimatskih promjena.
Na Zemlji ljudske aktivnosti mijenjaju prirodni staklenik. Tijekom prošlog stoljeća sagorijevanje fosilnih goriva poput ugljena i nafte povećalo je koncentraciju atmosferskog ugljičnog dioksida (CO2). To se događa zato što postupak izgaranja ugljena ili ulja kombinira ugljik i kisik u zraku dajući CO2. U manjoj mjeri krčenje zemljišta za poljoprivredu, industriju i druge ljudske djelatnosti povećalo je koncentracije stakleničkih plinova.
Posljedice klimatskih promjena prirodnog atmosferskog staklenika teško je predvidjeti, ali neki učinci izgledaju vjerojatni:
U prosjeku će Zemlja postati toplija. Neke regije mogu pozdraviti toplije temperature, ali druge ne.
Topliji uvjeti vjerojatno će dovesti do sve većeg isparavanja i oborina, ali pojedine regije će se razlikovati, neke će postati vlažnije, a druge sušnije.
Jači efekt staklenika zagrijat će ocean i djelomično otopiti ledenjake i ledene pokrivače, povećavajući razinu mora. Voda oceana također će se proširiti ako se zagrije, što će dodatno pridonijeti porastu razine mora.
Izvan staklenika, veće razine ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferi mogu imati pozitivne i negativne učinke na prinose usjeva. Neki laboratorijski eksperimenti sugeriraju da povišene razine CO2 mogu povećati rast biljaka. Međutim, drugi čimbenici, poput promjena temperature, ozona i ograničenja vode i hranjivih sastojaka, mogu više nego suprotstaviti bilo kojem potencijalnom povećanju prinosa. Ako se prekorače optimalni rasponi temperatura za neke usjeve, raniji mogući dobici u prinosu mogu se u potpunosti smanjiti ili preokrenuti.