สาเหตุที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนก็เพราะว่าก๊าซเรือนกระจกที่เพิ่มขึ้นจากการทำกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์
ไม่ว่าจะเป็นการเผาผลาญถ่านหินและเชื้อเพลิง
รวมไปถึงสารเคมีที่มีส่วนผสมของก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์ใช้และอื่น ๆ อีกมากมาย
จึงทำให้ก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้ลอยขึ้นไปรวมตัวกันอยู่บนชั้นบรรยากาศของโลก
ทำให้รังสีของดวงอาทิตย์ที่ควรจะสะท้อนกลับออกไปในปริมาณที่เหมาะสม
กลับถูกก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้กักเก็บไว้ ทำให้อุณหภูมิของโลกค่อย ๆ สูง
โลกรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ในสภาพของแสงและความร้อนในช่วงคลื่นสั้น
ซึ่งเมื่อถูกใช้หรือดูดกลืนโดยสิ่งต่าง ๆ ในโลกแล้ว
ในทีสุดจะกลายเป็นความร้อนในช่วงคลื่นยาว (infrared หรือ heat energy)
แผ่รังสีกลับออกไปนอกบรรยากาศโลก
แต่ก๊าซเรือนกระจกที่มีอยู่ในบรรยากาศตามธรรมชาติ เช่น
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน ไนตรัสออกไซด์ และ ไอน้ำ
ดูดกลืนพลังงานความร้อนบางส่วนไว้ ทำให้โลกมีความอบอุ่น
สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้
ปัญหาในปัจจุบันคือก๊าซเรือนกระจกมีปริมาณเพิ่มขึ้น
จึงดูดกลืนความร้อนไว้ในบรรยากาศโลกมากขึ้น
เปรียบเสมือนเรือนกระจกที่ให้แสงผ่านได้แต่ไม่ให้ความร้อนผ่านออกไป
ทำให้โลกร้อนขึ้นและเกิดการเปลียนแปลงสภาพภูมิอากาศ
ก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gas)
เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติในการดูดซับคลื่นรังสีความร้อน
หรือรังสีอินฟาเรดได้ดี
ก๊าซเหล่านี้มีความจำเป็นต่อการรักษาอุณหภูมิในบรรยากาศของโลกให้คงที่
ซึ่งหากบรรยากาศโลกไม่มีก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ
ดังเช่นดาวเคราาะห์ดวงอื่น ๆ ในระบบสุริยะแล้ว
จะทำให้อุณหภูมิในตอนกลางวันนั้นร้อนจัด และในตอนกลางคืนนั้นหนาวจัด
เนื่องจากก๊าซเหล่านี้ดูดคลื่นรังสีความร้อนไว้ในเวลากลางวัน แล้วค่อย ๆ
แผ่รังสีความร้อนออกมาในเวลากลางคืน
ทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศโลกไม่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน
มีก๊าซจำนวนมากที่มีคุณสมบัติในการดูดซับคลื่นรังสีความร้อน และถูกจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซเรือนกระจก
ซึ่งมีทั้งก๊าซที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์
ก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญคือ ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โอโซน
มีเทนและไนตรัสออกไซด์ สารซีเอฟซี เป็นต้น
แต่ก๊าซเรือนกระจกที่ถูกควบคุมโดยพิธีสารเกียวโต มีเพียง 6 ชนิด โดยจะต้องเป็นก๊าซที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ (anthropogenic greenhouse gas emission) เท่านั้น ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซมีเทน (CH4) ก๊าซไนตรัสออกไซด์ (N20)
ก๊าซไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) ก๊าซเพอร์ฟลูออโรคาร์บอน (PFC)
และก๊าซซัลเฟอร์เฮกซะฟลูออไรด์ (SF6) ทั้งนี้
ยังมีก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ที่สำคัญอีกชนิดหนึ่ง คือ
สารซีเอฟซี (CFC หรือ Chlorofluorocarbon)
ซึ่งใช้เป็นสารทำความเย็นและใช้ในการผลิตโฟม
แต่ไม่ถูกกำหนดในพิธีสารเกียวโต
เนื่องจากเป็นสารที่ถูกจำกัดการใช้ในพิธีสารมอนทรีออลแล้ว
ก๊าซและสารที่มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน