大氣中主要的溫室氣體是水汽（H2O），水汽所產生的溫室效應大約占整體溫室效應的60%～70%，其次是二氧化碳（CO2）大約占了26%，其他的還有臭氧（O3），甲烷（CH4），氧化亞氮（N2O）全氟碳化物（PFCs）、氫氟碳化物（HFCs）、含氯氟烴（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等。
有5種氣體: 二氧化碳; 甲烷; 氧化亞氮(一氧化二氮); 臭氧; 氯氟烴(CFC)。
烴：烴是化學家發明的字，就是用「碳」的聲母加上「氫」的韻母合成一個字，用「碳」和「氫」兩個字的內部結構組成字型，烴類是所有有機化合物的母體，可以說所有有機化合物都不過是用其他原子取代烴中某些原子的結果。碳氫化合物,只含有碳和氫的一大類有機化合物之一,它包括烷烴、烯烴、炔烴的成員、脂環烴(如環狀萜烯烴及甾族化合物)和芳香烴(如苯、萘、聯苯),在許多情況中它們存在於石油、天然氣、煤和瀝青（石油、天然氣、煤、瀝青等資源屬於不可再生資源）中。
瀝青分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青。天然瀝青類似原油，可以製成汽油、柴油或作為燃料油。
氯氟烴的英文縮寫為CFCs，是20世紀30年代初發明並且開始使用的一種人造的含有氯、氟元素的碳氫化學物質，在人類的生產和生活中還有不少的用途。在一般條件下，氯氟烴的化學性質很穩定，在很低的溫度下會蒸發，因此是冰箱冷凍機的理想製冷劑。它還可以用來做罐裝髮膠、殺蟲劑的氣霧劑。另外電視機、計算機等電器產品的印刷線路板的清洗也離不開它們。氯氟烴的另一大用途是作塑料泡沫材料的發泡劑，日常生活中許許多多的地方都要用到泡沫塑料，如冰箱的隔熱層、家用電器減震包裝材料等。
然而，氯氟烴有個特點：它在地球表面很穩定，可是，一躥到距地球表面15～50千米的高空，受到紫外線的照射，就會生成新的物質和氯離子，氯離子可產生一系列破壞多達上千到十萬個臭氧分子的反應，而本身不受損害。這樣，臭氧層中的臭氧被消耗得越來越多，臭氧層變得越來越薄，局部區域例如南極上空甚至出現臭氧層空洞。
甲烷（CH4）：甲烷是在缺氧環境中由產甲烷細菌或生物體腐敗產生的，沼澤地每年會產生150Tg（1T=1012）消耗50Tg，稻田產生100Tg消耗50Tg，牛羊等牲畜消化系統的發酵過程產生100－150Tg，生物體腐敗產生10－100Tg，合計每年大氣層中的甲烷含量會淨增350Tg左右。它在大氣中存在的平均壽命在8年左右，可以通過下面的化學反應：CH4 + OH --> CH3 + H2O 消耗掉，而用於此反應的氫氧根（OH）的重量每年就達到500Tg。
一氧化二氮（N2O）：它在大氣層中的存在壽命是150年左右，儘管在對流層中是化學惰性的，但是可以利用太陽輻射的光解作用在同溫層中將其中的90%分解，剩下的10%可以和活躍的原子氧O(1D)反應而消耗掉。即使如此大氣層中的N2O仍以每年0.5－3Tg的速度淨增。主要是農田土壤和熱帶地區產生的土壤是全球最主要的N2O排放源，貢獻率達到70%，農田土壤主要是化學肥料。
二氧化碳等溫室氣體的增加對氣候和生態系統的影響是一個更為複雜的問題。二氧化碳增加雖然有利於增加綠色植物的光合產物，但它的增加引起的氣溫和降水的變化，會影響和改變氣候生產潛力，從而改變生態系統的初級生產力和農業的土地承載力。這種因氣候變化而對生態系統和農業的間接影響，可能大大超過二氧化碳本身對光合作用的直接影響。按照氣候模擬試驗的結果，二氧化碳加倍以後，可能造成熱帶擴展，副熱帶、暖熱帶和寒帶縮小，寒溫帶略有增加，草原和荒漠的面積增加，森林的面積減少。二氧化碳和氣候變化可能影響到農業的種植決策、品種布局和品種改良、土地利用、農業投入和技術改進等一系列問題。因此在制定國家的發展戰略和農業的長期規劃時，應該考慮到二氧化碳增加可能導致的氣候和環境的變化背景。這個問題對於面臨人口膨脹和人均資源貧乏兩大壓力的我國，顯得尤為重要和緊迫。
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