Der Treibhauseffekt beschreibt die Wirkung verschiedener Gase auf die ultraviolette Strahlung der Sonne. Abhängig von den Ursachen und der Ausprägung wird zwischen zwei Arten unterschieden. Der atmosphärische oder natürliche Treibhauseffekt bildet die Basis für ein warmes Klima auf der Erde, das Leben überhaupt erst möglich macht. Die Verbrennung fossiler Energiequellen durch den Menschen führt zum sogenannten anthropogenen Treibhauseffekt, der als Ursache der globalen Erwärmung zu einem unnatürlichen Anstieg der Temperaturen führt. Die globale Erwärmung ist maßgeblich an der Veränderung und Zerstörung von Ökosystemen und dem Aussterben verschiedener Tier- und Pflanzenarten beteiligt.

In der die Erde umgebenden Lufthülle, der sogenannten Atmosphäre, befinden sich unterschiedliche gasförmige Substanzen, die ihre Wirkung auf das eintreffende Sonnenlicht entfalten. Zu diesen Gasen zählen Kohlenstoffdioxid oder CO₂, Wasserdampf und Methan. Kohlenstoffdioxid wird auf natürliche Weise im Zuge von Waldbränden, der Ausatmung von Mensch und Tier, bei Vulkanausbrüchen und bei der Zersetzung von pflanzlichem Material ausgestoßen. Es gelangt in die Atmosphäre, bleibt dort etwa hundert Jahre nachweisbar und wird durch den Stoffwechsel der Pflanzen, die sogenannte Photosynthese allmählich wieder abgebaut. Auch Methan entsteht als Nebenprodukt der Zersetzung von organischem Material durch Bakterien und steigt aus Wäldern und Gewässern ebenso auf wie aus Mooren und Sümpfen. Wasserdampf, ein weiteres wichtiges natürliches Treibhausgas, wird durch den Wasserkreislauf freigesetzt und reichert sich ebenfalls in der Lufthülle der Erde an. Diese Gase sind dafür verantwortlich, dass ein Teil der ultravioletten Strahlung der Sonne auf der Erde nicht reflektiert, sondern bereits in der Atmosphäre zurückgehalten wird. Diese langwelligen Strahlen erwärmen die Erde und führen dazu, dass die mittlere Temperatur etwa 18 Grad Celsius beträgt. Dieser Prozess ist mit der Erwärmung eines Glashauses zu vergleichen, was ihm den Namen Treibhauseffekt einbrachte.

 
Fehlten die natürlichen Treibhausgase in der Atmosphäre, herrschten auf der Erde Temperaturen von bis zu minus 18 Grad und eine Besiedlung durch Menschen, Tiere und Pflanzen wäre gänzlich unmöglich. Der natürliche oder atmosphärische Treibhauseffekt fungiert daher wie ein Temperaturregler, der für Flora und Faune ideale Lebensbedingungen bietet.

Der natürliche Treibhauseffekt wird vom Menschen zusätzlich verstärkt und nimmt dadurch unnatürliche Ausmaße an. Verantwortlich dafür sind die CO2-Emissionen, die beim Verbrauch fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Kohle oder Erdgas anfallen. Vor allem seit dem Beginn der industriellen Revolution nimmt der Ausstoß an Kohlenstoffdioxid kontinuierlich zu. Neben der Industrie verursacht auch der alltägliche Energieverbrauch der Menschen, vor allem das Heizen, die Nutzung von Strom und der starke Verkehr den Ausstoß hoher Mengen von Kohlenstoffdioxid. Die großflächige Entwaldung zugunsten der Landwirtschaft sowie die Viehhaltung sind weitere wichtige Faktoren, die zu einer signifikanten Zunahme von Treibhausgasen führt. Vor allem das vom Menschen gebildete CO₂ reichert sich neben dem natürlichen CO₂ in der Atmosphäre an und bringt das empfindliche Gleichgewicht durcheinander. Die Natur kann diese Mengen an Treibhausgasen nicht mehr neutralisieren. Das anthropogene CO₂ hält größere Mengen der UV-Strahlen und damit Sonnenwärme zurück. Dies lässt sich mit einem Glashaus vergleichen, dessen Glasscheiben dicker sind und daher mehr Sonnenwärme im Inneren halten. Dieser anthropogene Treibhauseffekt gilt als Hauptverursacher der globalen Erwärmung und führt zu jenem Klimawandel, der mit unterschiedlichen negativen Wirkungen auf die Umwelt verbunden ist.

Die globale Erwärmung aufgrund des menschengemachten Treibhauseffekts ist mit einem Klimawandel verbunden, der verheerende Folgen auf die Umwelt hat. Erste Anzeichen einer starken Veränderung des Ökosystems Erde sind bereits deutlich geworden. Durch den Rückgang und die Schmelze von Polareis und Gletschern kommt es nicht nur zu einem Artensterben in den betroffenen Regionen, sondern auch zu einer Erhöhung des Meeresspiegels um einige Zentimeter in jedem Jahrzehnt. Die Erwärmung und Übersäuerung der Ozeane bedingen vor allem in den Tropen einen rapiden Rückgang der Korallenriffe, die unzähligen Tierarten einen wichtigen Lebensraum bieten. Ebenso bedroht sind die tropischen Regenwälder der Hochlandebenen, wo die durch den Klimawandel verursachte Austrocknung eine erhebliche Bedrohung für die Flora und Fauna darstellt. Auch extreme Wetterbedingungen wie langanhaltende Trockenperioden und heftige Niederschläge sind direkte Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts. Tropische Stürme, unregelmäßige Monsunperioden und durch die Trockenheit verursachte Waldbrände bringen Zerstörung in hohem Ausmaß ebenso wie erheblichen Schaden und Verluste in der Landwirtschaft. Da die negativen Auswirkungen auf die Existenz von Mensch und Natur immer deutlicher zu erkennen sind, ist die drastische Reduktion der Treibhausgase in den letzten Jahrzehnten Gegenstand internationaler politischer Bestrebungen geworden.