L'effet de serre est un processus naturel : lorsque les rayons solaires (constitués surtout de radiations de courtes longueurs d'ondes vis a vis desquels l'atmosphère est en grande partie transparente, faute de quoi le soleil par exemple nous serait invisible) atteignent la Terre, une partie est absorbée, et une autre est réfléchie.
Les rayons absorbés permettent d'augmenter la chaleur des surfaces terrestres . Les surfaces ainsi réchauffées rayonnent une partie de leur chaleur en direction de l'atmosphère sous forme de rayons infrarouges. Toutefois des gaz à effet de serre (GES) absorbent une partie de ce rayonnement infra rouge et le restituent sous forme de chaleur. Parmi les gaz a effet de serre figurent le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄).
Les activités humaines dégagent une abondance de GES : de nombreuses personnes pensent que l'augmentation des teneurs en gaz d'origine anthropique pourrait être à l'origine d'un réchauffement global.

Cela ne veut pas dire que l'effet de serre est, par essence, nocif aux écosystèmes : en effet, sans celui-ci, la température terrestre avoisinerait les -15 à -20°C. Cependant un excès de GES pourrait s'avèrer totalement nocif. L'augmentation de la température provoquerait d'abord une augmentation mécanique du volume d'eau de mer par dilatation et la fonte des glaciers, qui engloutiraient une partie des terres (les îles coralliennes, comme les Îles Maldives sont les premières menacées), mettrait en danger de nombreuses espèces et pourrait être à l'origine de la disparition du premier " poumon " de la Terre : le phytoplancton (produisant 80% de l'oxygène terrestre).

L'effet de serre, en tant que processus naturel, est également observé sur Vénus où, avec une atmosphère composé à 96% de dioxyde de carbone (CO₂), la température atteint plus de 400°C.

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