대기중의 수증기, 이산화탄소, 오존 등이 흡사 온실의 유리같은 작용을 하여 지구 표면의 온도를 높이는 작용. 즉, 대기 자체는 태양으로부터의 가시부(可視部)의 단파복사(短波輻射)에 대해서는 투명하여 대기를 통과한 이 복사는 지면에 흡수된다.

이에 반해 지표에서 방출되는 장파복사(열선(熱線))의 일부는 대기에 흡수되고 그 대기 자체도 장파를 방출하며 이 방출된 일부는 지표로 되돌아온다.

대기에는 이런 작용이 있기 때문에 지표의 평균온도는 약 14℃가 되는데, 이것은 대기가 전혀 없을 때에 비하면 40℃나 높은 기온이다.

이러한 작용을 온실의 유리에 비킬 때 유리는 광선을 통과시키나 내부의 열을 빼앗기지 않기 때문에 보온효과가 있다는 것과 유사하여 이 현상을 온실효과라 한다.

대기 중의 성분에서 온실효과가 가장 큰 것은 수증기와 이산화탄소(CO)이다.

근년에 화석연료의 소비와 농경지의 확대 등이 원인이 되어 이산화탄소는 갈수록 증대되고 있고, 그로 인한 온실효과로 지구 전체의 기온상승이 예상되고있다.