溫室氣體是指地球大氣中的許多氣體幾乎不吸收可見光，但專門吸收長波輻射。例如臭氧(O3)、二氧化碳(CO2)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4)、氫氟氯碳化物類(CFCs，HFCs，HCFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)等。這些擅長吸收長波輻射但不喜吸收短波輻射的氣體，允許約50%的太陽輻射穿越大氣，為地表吸收，卻幾乎攔截所有的地表及大氣輻射出的能量，減少能量的損失，並且再將之放射出來，使得地表及對流層溫度升高。在夜晚，大氣繼續放射長波輻射，使地表不致於因缺乏太陽輻射而變得太冷。這些氣體的影響類似農業用溫室的暖化作用，因此稱為溫室氣體，它們的影響則稱為溫室效應。溫室氣體的另一個特性是它們在大氣中停留的時間(生命期)相當的長。

日本京都於1997年召開的聯合國氣候化綱要公約第三次締約國大會中所通過的京都議定書，明訂針對六種溫室氣體進行削減，包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。其中，二氧化碳的影響效應佔了55%，甲烷15%，氧化亞氮6%，氟氯碳化物則佔了24%。