Efekt staklenika globalnog zatopljenja događa se kada višak plinova, poznatih kao staklenički plinovi, ostanu zarobljeni u donjem dijelu Zemljine atmosfere, sprječavajući izlazak topline u svemir. Staklenički plinovi dopuštaju ulazak svjetlosti, ali zaustavljaju izlazak topline, slično dizajnu staklenika. Što više stakleničkih plinova ostaje u atmosferi, to više topline ostaje u atmosferi. S vremenom, ovaj efekt staklenika globalnog zatopljenja čini planet toplijim.
Jedan od najčešćih stakleničkih plinova je vodena para, zajedno s ugljičnim dioksidom i drugim plinovima u tragovima. Zemlja ima prirodni efekt staklenika i bez njega bi temperatura planeta bila otprilike 0 stupnjeva Fahrenheita (oko -18 stupnjeva Celzija). Ova premisa datira iz 1820-ih kada je Joseph Fournier shvatio da bi planet bio iznimno hladniji bez atmosfere. U 1890-ima švedski kemičar Svante Arrhehius shvatio je da ljudi mogu povećati učinak staklenika stvaranjem ugljičnog dioksida. Globalno zatopljenje je tada posljedica ispuštanja dodatnih stakleničkih plinova.
Neki staklenički plinovi nastaju kao rezultat djelovanja ljudskih bića. Spaljivanjem ugljena, nafte i prirodnog plina ugljični dioksid se šalje u zrak, a krčenje šuma pogoršava njegove učinke. Štetni staklenički plinovi također se ispuštaju u atmosferu kao rezultat kemikalija koje se nalaze u aerosolima, hladnjacima i čašama od stiropora. Oslobađanje opasnih stakleničkih plinova utječe na okoliš jer mali komadići plinova mogu zadržati veliku količinu topline. Od industrijske revolucije, ljudi su podigli razinu ugljičnog dioksida u atmosferi za 30 posto, a velike klimatske promjene koje su u prošlosti trajale stoljećima dogodile su se u razdoblju od samo nekoliko desetljeća.
Kako je sve više topline zatvoreno unutar Zemljine atmosfere zbog efekta staklenika globalnog zatopljenja, neki znanstvenici predviđaju da ljeta i zime diljem svijeta mogu postati toplije. Više temperature mogu utjecati na usjeve, jer određena hrana ne raste tako dobro na toplini. Također, efekt staklenika globalnog zatopljenja može uzrokovati otapanje polarnih kapa, što dovodi do porasta razine mora. Viša razina mora može izazvati pustoš na planetu zbog poplava nižih obalnih područja.
Iako će neka područja poplaviti, efekt staklenika globalnog zatopljenja također može uzrokovati sušenje drugih dijelova Zemlje. To će promijeniti Zemljine ekosustave, mijenjajući područja u kojima biljke i životinje mogu postojati. Zauzvrat, to može dovesti do nestanka određenih životinjskih i biljnih vrsta.