Het broeikaseffect is een verschijnsel dat op natuurlijke wijze wordt veroorzaakt door bepaalde moleculen aanwezig in de aardatmosfeer (waterdamp, kooldioxide, ozon, methaangas...).
Het aardoppervlak wordt uitsluitend opgewarmd door zonne-energie (geothermische bronnen zijn 2000 maal zwakker). Het merendeel van deze zonne-energie wordt opgevangen door de aarde, terijl de rest wordt geabsorbeerd door de atmosfeer en een zeer klein gedeelte gereflecteerd naar de ruimte. Aldus opgewarmd zendt de aarde zelf ook straling uit, maar dan uitsluitend infraroodstraling. De moleculen van het broeikasgas in de atmosfeer absorberen voornamelijk de golven met een golflengte in het infraroodgebied en sturen 80 procent van deze energie terug naar de aarde.
Dit is de energieval die het broeikaseffect wordt genoemd. Deze vindt zijn oorsprong in het vloeibaar houden van het water op onze planeet en het aldus begunstigen van leven op aarde; onder andere omstandigheden zou de temperatuur rond -18 °C liggen.
De menselijke activiteit dreigt echter dit evenwicht te gaan verstoren door de verhoging van concentraties van verschillende gassen die een rol spelen bij het broeikaseffect, met name kooldioxide (CO2) en methaan (CH4).