Trois gaz à effet de serre sont la cause principale de l'effet du réchauffement climatique. Il s'agit du dioxyde de carbone (CO²), du méthane (CH4) et de l'oxyde nitreux (N²O). Le CO² est responsable de près de 75 % de ces gaz à effet de serre et il a connu la plus forte augmentation absolue au cours des 70 dernières années. 

Depuis la révolution industrielle du XIXe siècle, la concentration atmosphérique de CO² a presque doublé pour atteindre 400 ppm, dépassant nettement la moyenne à long terme (800 000 ans) de 250 ppm. 

Toutes les régions du monde ont contribué à cette augmentation des émissions de gaz à effet de serre. Alors que les économies développées (c'est-à-dire les États-Unis et l'Europe) assument la responsabilité de la plupart des émissions de CO² jusqu'aux années 1980, l'Asie et le Moyen-Orient ont pris la tête de la croissance des émissions de CO². La Chine est devenue le plus grand émetteur de CO² par an à ce jour. Alors que les émissions de CO² de l'UE et des États-Unis diminuent lentement, les émissions de gaz à effet de serre en Asie et au Moyen-Orient augmentent à un rythme de plus en plus soutenu. 

L'augmentation des émissions de CO² est le résultat d'une activité humaine accrue sur la terre. La principale composante de l'activité de CO² est l'énergie. Viennent ensuite les transports, l'agriculture et les sources d'utilisation des terres et la foresterie. Lorsqu'une zone est déboisée, le CO² capturé est émis dans l'atmosphère et contribue ainsi au réchauffement climatique.