El clima sufre modificaciones por causas enteramente naturales que van desde variaciones en la órbita y la inclinación de la Tierra, la posición relativa de sus ejes, los cambios de la radiación solar, erupciones volcánicas y cambios en la distribución de aerosoles atmosféricos.

Sin embargo, durante el siglo XX ha habido un aumento prácticamente exponencial de las concentraciones de los principales gases invernadero (GEI) lo que con mucha seguridad representa el efecto antrópico que explica el rápido calentamiento del clima en este siglo.

Los GEIs son gases que absorben la radiación infrarroja emitida por la superficie de la Tierra actuando como los vidrios de un invernadero, provocando una “tapadera térmica” que absorbe energía y provoca un calentamiento. Los principales GEIs naturales son el vapor de agua, el dióxido de carbono (CO 2 ) y el óxido dinitroso que conjuntamente componen menos del 1% de la atmósfera. A estos se suman los GEIs artificiales utilizados en procesos industriales conocidos como halocarbonos (CFCs; HPCs y PCFs) y otros gases persistentes como el hexafluoruro de azufre (SF 6 )

Las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono (CO 2), uno de los principales gases de efecto invernadero se han incrementado un 31% desde 1750. De hecho y tal como indica el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), las concentraciones actuales de CO 2 no han sido superadas en los últimos 420.000 años y, probablemente, tampoco en los últimos 20 millones de años. Estas emisiones proceden principalmente a la quema de combustibles fósiles y también contribuyen los cambios en el uso del suelo, especialmente la deforestación.

La concentración atmosférica de metano, óxido nitroso y ozono, otros importantes gases invernadero, se han incrementado un 151%, un 17% y un 36% respectivamente desde 1750 y continúan subiendo. Alrededor de la mitad de metano y la tercera parte de óxido nitroso tienen un origen antropogénico. Las concentraciones actuales de estos dos gases son las más elevadas del último milenio. En el caso del ozono troposférico el incremento es también esencialmente debido a emisiones antopogénicas de gases nitrogenados que reaccionan y forman ozono.

La única excepción en los GEIs son algunos halocarbonos cuyo incremento se está haciendo más lentamente o incluso decreciendo desde 1995 como resultado de la aplicación de los acuerdos de Montreal.