atmosfæren tillader det meste af det synlige lys fra Solen at passere igennem og nå jordens overflade. Da jordens overflade opvarmes af sollys, udstråler den en del af denne energi tilbage mod rummet som infrarød stråling. Denne stråling, i modsætning til synligt lys, har tendens til at blive absorberet af drivhusgasserne i atmosfæren og hæver temperaturen. Den opvarmede atmosfære udstråler igen infrarød stråling tilbage mod jordens overflade. (På trods af sit navn er drivhuseffekten forskellig fra opvarmningen i et drivhus, hvor ruder af glas transmitterer synligt sollys, men holder varmen inde i bygningen ved at fange varm luft.)

uden opvarmning forårsaget af drivhuseffekten ville jordens gennemsnitlige overfladetemperatur kun være omkring -18 liter C (0 liter F). På Venus forårsager den meget høje koncentration af kulsyre i atmosfæren en ekstrem drivhuseffekt, hvilket resulterer i overfladetemperaturer så høje som 450 liter C (840 liter F).

selvom drivhuseffekten er et naturligt forekommende fænomen, er det muligt, at effekten kan intensiveres ved udledning af drivhusgasser i atmosfæren som følge af menneskelig aktivitet. Fra begyndelsen af den industrielle Revolution til slutningen af det 20.århundrede steg mængden af kulsyre i atmosfæren med cirka 30 procent, og mængden af metan blev mere end fordoblet. En række forskere har forudsagt, at menneskerelaterede stigninger i atmosfærisk kulsyre og andre drivhusgasser i slutningen af det 21.århundrede kunne føre til en stigning i den globale gennemsnitstemperatur på 3-4 liter C (5,4–7,2 liter F) i forhold til gennemsnittet 1986-2005. Denne globale opvarmning kan ændre Jordens klima og derved producere nye mønstre og ekstremer af tørke og nedbør og muligvis forstyrre fødevareproduktionen i visse regioner.