美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）地球系統研究實驗室的高階科學家皮特·坦斯給出了這個答案。
地球表面吸收來自太陽的可見光輻射，從而導致升溫。與此同時，地球表面和大氣層將紅外輻射發射回太空，從而產生冷卻。我們的眼睛看不到紅外輻射，但當我們站在熱物體旁邊而不接觸它時，我們可以感覺到皮膚是如何吸收它的。經過很長一段時間，地球表面溫度將保持大致恆定，因為吸收的可見光熱量等於發射的紅外光熱量。
氮氣、氧氣和氬氣共同構成了大氣層的99%以上。這三種氣體都不會吸收可見光或紅外光；兩種型別的光都能穿透整個大氣層。就光線的吸收和發射而言，彷彿大氣的三種主要成分根本不存在！
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接下來最豐富的氣體——水蒸氣和二氧化碳——會吸收地球表面輻射出的部分紅外熱量，從而阻止其到達太空。被大氣中的水蒸氣或二氧化碳吸收的紅外輻射不會消散到太空中，而是產生熱量，從而使地球表面變暖。這就是所謂的溫室效應，沒有它，我們星球的表面很可能會像火星一樣被凍結。水蒸氣和二氧化碳吸收的熱量會與所有的氮氣、氧氣和氬氣共享，因為後者分子在大氣中混合時總會與水蒸氣和二氧化碳碰撞。這種效應使大氣層有點像一條毯子，當水蒸氣、二氧化碳和其他“溫室氣體”（如甲烷和一氧化二氮）的含量增加時，這條毯子會變得更厚。毯子的頂部仍然很冷，並繼續向太空發射大約相同數量的紅外線，但在毯子下面會變得更暖，因為熱量更難升到頂部。
額外二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和許多其他微量氣體的加熱效應可以根據在實驗室中仔細測量的吸收特性進行可靠計算。目前，自工業化前時代以來，所有長壽命溫室氣體（不包括水蒸氣）增加所產生的總熱量，相當於地球表面吸收的所有太陽輻射的約1%。如果太陽在20世紀開始亮1%以上，效果會有些類似。
水蒸氣不包括在上述計算中，因為它本身就是氣候系統不可分割的高度可變的一部分，以雲、雨、雪和其他天氣形式存在。然而，長壽命的溫室氣體可以被認為是受人類活動明顯影響的外部因素。大多數氣候學家預計，平均而言，大氣中的水蒸氣含量會隨著長壽命溫室氣體引起的地面變暖而增加，從而進一步加速整體變暖趨勢。
由於海洋也在變暖，因此很難減緩或阻止這種全球變暖。目前，由於溫室氣體增加，輻射回太空的紅外熱量略低於我們從太陽吸收的熱量。這種多餘的能量會緩慢地加熱海洋。雖然它們需要很長時間才能升溫，但一旦升溫，它們將釋放更多的紅外輻射，地球將向太空發射與從太陽接收的同樣多的熱量。但是地球表面會更溫暖，因為更大一部分的紅外線會被溫室氣體形成的毯子所阻擋。因此，即使今天大氣中的二氧化碳含量停止增加，我們也可以預期還會增加大約0.5攝氏度的升溫，但這種情況不太可能發生，因為我們繼續燃燒煤炭、石油和天然氣以滿足我們不斷增長的能源需求。
地球熱量平衡的微小變化會導致巨大的氣候變化。例如，過去數百萬年間的冰河時代以及其間的較暖時期，似乎是由地球吸收的太陽能的季節性和緯度分佈不同所觸發的，而不是由太陽輸出的變化所觸發的。地質記錄表明，在冰河時代和溫暖的間冰期之間，冰蓋、海平面和降水以及動植物種群的差異非常顯著。然而，與這些截然不同的氣候相對應的全球平均溫度差異在熱帶地區僅為約5攝氏度，在極地地區僅為8攝氏度。
在這一點上，地球可能正處於一個全新的時代的門檻，在這個時代，全球氣候和生命的分佈將受到一個單一物種：人類的強烈影響。有些人將這個新時代稱為人類世，而這一切都歸因於我們透過燃燒儲存在化石燃料中的大量碳，增加了大氣中相對較少的二氧化碳含量，而化石燃料為我們的現代生活提供動力。