Күн өте қысқа толқын ұзындығында, негізінен спектрдің көрінетін немесе жақын көрінетін (яғни, ультракүлгін) аймағында энергия шығару арқылы Жер климатына қуат береді. Жер атмосферасының жоғарғы қабатына түсетін күн энергиясының шамамен үштен бірі ғарышқа кері шағылысады. Қалған үштен екі бөлігі жер бетімен және азырақ дәрежеде атмосферамен жұтылады. Жұтылған кіріс энергияны теңестіру үшін Жер орта есеппен ғарышқа бірдей энергияны қайта шығаруы керек. Жер Күннен әлдеқайда суық болғандықтан, ол энергияны әлдеқайда ұзағырақ толқын ұзындығында, негізінен спектрдің инфрақызыл аймағында таратады. Құрлық пен мұхиттар шығаратын бұл жылулық сәулеленудің көп бөлігін атмосфера, соның ішінде бұлт жұтып, қайтадан Жерге сәулеленеді. Бұл құбылыс парниктік эффект деп аталады. Жылыжайдың шыны қабырғалары ауа ағынын азайтып, жылыжай ішіндегі ауа температурасын арттырады. Осыған ұқсас, бірақ басқа физикалық процесспен Жердегі парниктік эффект оның бетін қыздырады. Табиғи парниктік эффект болмаса, жер бетіндегі орташа температура судың қату нүктесінен төмен болар еді. Осылайша, Жердің табиғи парниктік әсері біз білетін өмірді мүмкін етеді. Дегенмен, адамның іс-әрекеті, негізінен қазба отындарын жағу және ормандарды кесу табиғи парниктік әсерді айтарлықтай арттырып, жаһандық жылынуды тудырды.
Атмосферадағы ең көп таралған екі газ, азот (құрғақ атмосфераның 78% құрайды) және оттегі (21%) парниктік әсер етпейді. Соңғысы күрделірек және әлдеқайда сирек кездесетін молекулалардың нәтижесі. Ең маңызды парниктік газ - су буы және екінші маңыздысы - көмірқышқыл газы (СО2). Атмосферада аз мөлшерде болатын метан, азот оксиді және кейбір басқа газдар да парниктік әсерге ықпал етеді.Ауадағы су буының мөлшері өте жоғары, парниктік эффект өте маңызды болатын ылғалды экваторлық аймақтарда СО2 немесе су буының шамалы жоғарылауы төменгі ағындағы инфрақызыл сәулеленуге шамалы ғана тікелей әсер етеді. Керісінше, суық, құрғақ полярлық аймақтарда СО2 немесе су буының шамалы жоғарылауының әсері маңыздырақ. Бұл атмосфераның суық, құрғақ жоғарғы қабатына да қатысты, мұнда су буының шамалы ұлғаюы жер бетінен гөрі парниктік әсерге көбірек ықпал етеді.
Атмосферадағы парниктік газдардың концентрациясына климаттық жүйенің бірнеше құрамдас бөліктері, негізінен мұхиттар мен тірі организмдер әсер етеді. Мұның ең алғашқы мысалдарының бірі өсімдіктердің атмосферадан көмірқышқыл газын алып, оны (және суды) фотосинтез арқылы көмірсуларға айналдыруы. Өнеркәсіптік дәуірде адам әрекеті негізінен қазба отындарын жағу және ормандарды кесу есебінен атмосфераға парниктік газдар шығарындыларының артуына ықпал етті.
Атмосфераға СО2 сияқты парниктік газдардың шығарындыларының артуы парниктік әсерді күшейтеді, осылайша Жер климатын жылытады. Жылыту дәрежесі әртүрлі кері байланыс механизмдеріне байланысты. Мысалы, парниктік газдар концентрациясының артуына байланысты атмосфера жылынған сайын ондағы су буының концентрациясы жоғарылайды, бұл парниктік әсерді одан әрі күшейтеді. Бұл, өз кезегінде, одан әрі жылынуды тудырады, бұл су буының концентрациясының жаңа өсуін тудырады, яғни. өзін-өзі күшейтетін цикл орын алады. Бұл су буының кері байланысы тек CO2 концентрациясын арттыру арқылы парниктік әсердің қарқындылығын шамамен екі есе арттыру үшін жеткілікті күшті болуы мүмкін.
Бұлттар тағы бір маңызды кері байланыс механизмі болып табылады. Бұлттар инфрақызыл сәулеленуді тиімді сіңіреді, сондықтан айтарлықтай парниктік әсер тудырады, осылайша Жерді қыздырады. Олар сондай-ақ түсетін күн радиациясын белсенді түрде көрсетеді, осылайша Жерді салқындатады. Бұлттардың кез келген дерлік сипаттамаларының өзгеруі, атап айтқанда, олардың түрі, орналасуы, су құрамы, биіктігі, бөлшектердің мөлшері мен пішіні, өмір сүру ұзақтығы бұлттардың Жерді қыздыру немесе салқындату дәрежесіне әсер етеді. Кейбір өзгерістер жылынуды күшейтеді, ал кейбіреулері оны азайтады. Бұлттардың климаттың жылынуына жауап ретінде қалай өзгеретінін және бұл өзгерістердің әртүрлі кері байланыс механизмдері арқылы климатқа қалай әсер ететінін дәлірек түсіну үшін көптеген зерттеулер жүргізілуде.
