Güneş’ten Dünya’ya yalnızca ışık tayfının görünür kısmında olan ışınlar değil aynı zamanda kızılötesi ve morötesi kısmında olan ışınlar da ulaşır. Bu ışınların bazıları atmosfer tarafından uzaya geri yansıtılır ancak büyük bir kısmı yeryüzüne ulaşır.

Yeryüzündeki bitkiler kısa dalga boylu yani yüksek enerjili ışığı fotosentezde kullanarak besin ve oksijen üretir. Bu sürecin sonunda bitkiler ve bitkilerle beslenen hayvanlar tarafından çevreye yayılan ısı ise uzun dalga boylu yani düşük enerjili ışıktır.

Atmosferdeki gazlar yeryüzünden uzaya yayılan uzun dalga boylu ışığı önce soğurur daha sonra tekrar yayar. Sera gazları olarak adlandırılan bu gazlar tarafından yayılan ışık herhangi bir yönde olabilir. Dolayısıyla sera gazları Dünya’dan uzaya yayılan ısının (kızılötesi ışığın) bir kısmını geri yansıtarak Dünya’nın ısınmasına neden olur. Bu olaya sera etkisi denir.

Dünya’nın ortalama sıcaklığı yaklaşık 14°C’dir. Ancak eğer Dünya’nın atmosferi olmasaydı ortalama sıcaklık -18°C civarında olurdu. Yani sera gazları Dünya’nın yaklaşık 32°C daha sıcak olmasını sağlar.

Sera gazlarının bazıları şunlardır: su (H2O), karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve ozon (O3). Bu gazların sera etkisine katkıları ise yaklaşık şu şekildedir: su %36-70, karbondioksit %9-26, metan %4-9, ozon %3-7.