Broeikasgassen zijn gassen die warmtestraling kunnen opnemen, ofwel absorberen. Op aarde komt die warmtestraling van de zon. De geabsorbeerde warmte wordt door de broeikasgassen vervolgens in alle richtingen weer afgegeven. Daardoor warmt de hele atmosfeer van de aarde op.
Normaal gesproken heeft de atmosfeer met behulp van broeikasgassen een zogenaamde evenwichtstemperatuur. Die is op aarde ongeveer 15 graden Celsius boven nul. Zouden er geen broeikasgassen zijn, dan was de evenwichtstemperatuur 33 graden lager en zou het leven bijna overal op aarde zo goed als onmogelijk zijn.
Er komen allerlei broeikasgassen in de atmosfeer voor, in grotere of kleinere hoeveelheden. De belangrijkste zijn: waterdamp, koolstofdioxide (CO2), methaan, lachgas en ozon.
Tot in de tweede helft van de 18de eeuw werd de hoeveelheid broeikasgassen in de aardatmosfeer door natuurlijke invloeden bepaald. Maar vanaf de Industriële Revolutie brengt de mens steeds grotere hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer. Dit gebeurt vooral door verbranding van fossiele brandstoffen als aardolie, aardgas en steenkool. Hierdoor warmt de atmosfeer, en daarmee het klimaat, sneller op dan onder alleen natuurlijke omstandigheden zou gebeuren. Vooral de hoeveelheid CO2 die door menselijk handelen in de atmosfeer wordt uitgestoten, is enorm toegenomen.
De opwarming van de aarde door de CO2-uitstoot heeft grote gevolgen voor de gebieden op aarde waar de bovengrond altijd bevroren is. We spreken hier over de zogenaamde permafrost. Onder die bevroren lagen zijn er grote voorraden methaan. Als de bevroren laag ontdooit komen grote hoeveelheden van dat ‘opgeslagen’ methaan in de atmosfeer terecht. Dit zorgt voor nog snellere opwarming van de atmosfeer en daardoor van het klimaat. We spreken dan van een versnelde klimaatverandering.