La Terra, come abbiamo visto, è esposta alla radiazione emessa dal Sole e riceve da esso una enorme quantità di energia ma anche la Terra emette verso lo spazio una grande quantità di energia: il sistema Sole - Terra deve avere bilancio energetico in equilibrio per evitare di raffreddarsi o surriscaldarsi.
Ricordiamo che la radiazione elettromagnetica che ci proviene dal Sole ha una lunghezza d'onda compresa tra i valori di 2.10-7 m e 2.10-6 m I corpi riscaldati da questa radiazione emettono a loro volta radiazioni che hanno lunghezze d'onda comprese tra i 5.10-6 m e i 10-5 m (essenzialmente radiazione infrarossa). L'atmosfera nel sistema Sole - Terra è un elemento fondamentale in quanto, a parte ogni altro motivo, rappresenta per la Terra uno scudo protettivo per quel che riguarda la vita come noi la conosciamo. Senza atmosfera, la temperatura sulla Terra varierebbe, nel corso delle 24 ore, da un valore massimo di circa 130 °C ad un valore minimo di circa - 180 °C. L'atmosfera non solo regola la temperatura ma respinge o assorbe, impedendone l'arrivo al suolo, tutte le radiazioni altamente nocive ed anche mortali, per la vita come quelle ad energia elevata.
L'atmosfera contiene al suo interno l'anidride carbonica CO2, (derivante dai processi di combustione, quindi anche dall'industria, dai sistemi di produzione energetici e dai trasporti), i clorofluorocarburi (utilizzati in varie produzioni quali ad esempio: la fabbricazione di liquidi refrigeranti, la preparazione di gas propulsori o agenti di fabbricazione di schiume e solventi), il metano (di provenienza prevalentemente agricola), l'ossido di azoto (prodotto dalla combustione di vegetali e dall'utilizzazione di fertilizzanti azotati). Questi gas denominati gas serra consentono di mantenere la temperatura media della Terra intorno ai 14° C. Se non ci fossero questi gas la temperatura media della Terra sarebbe di - 19°C, cioè di 33°C al di sotto dei valori medi attuali
Il nome di gas serra deriva dal fatto che si tratta di un fenomeno molto simile a quello utilizzato per la coltivazione dei vegetali nelle serre. La spiegazione di questo fenomeno risiede nel comportamento specifico del vetro in relazione al suo coefficiente di trasmissione monocromatico ovvero al fatto che il vetro trasmette il 90% della radiazione nel campo del visibile mentre risulta non trasparente (opaco) alla radiazione infrarossa. Quando la radiazione solare entra nella serra e scalda l'ambiente questo, a sua volta, emette radiazioni che si trovano prevalentemente nel campo dell'infrarosso e pertanto non possono attraversare il vetro rimanendo intrappolata nella serra e facendo di conseguenza aumentare la temperatura al suo interno.
Questo effetto si verifica, a vasta scala, sulla superficie della Terra che riscaldandosi durante il giorno per effetto della radiazione solare si raffredda di notte perdendo energia che viene emessa, in prevalenza sottoforma di radiazione infrarossa, verso lo spazio. I gas ad effetto serra, opachi alla radiazione infrarossa, assorbono questa radiazione intrappolandola sulla Terra e provocano un aumento della temperatura.

Per questo motivo è molto importante che esista un equilibrio energetico tra quanta energia entra sulla Terra e quanta ne esce onde evitare situazioni di aumento non controllato di temperatura.
Fino ad oggi, (forse è meglio dire fino a ieri) il ciclo naturale stabilitosi sulla Terra ha consentito, attraverso differenti processi, di produrre anidride carbonica e contemporaneamente, attraverso altri processi, di assorbire il gas prodotto. In questo modo si è costituito un equilibrio di gas serra nell'atmosfera tale da garantire un una temperatura media terrestre adatta per la vita sulla Terra.
Lo schema seguente tratto da L'energia e l'ambiente, Zanichelli 1980 rappresenta il ciclo naturale dell'anidride carbonica. Il carbonio è contenuto nell'atmosfera, nella biosfera, nei sedimenti e negli oceani; gli scambi tra questi «serbatoi» avvengono in vari modi. Quando si bruciano combustibili fossili, si trasferisce nell'atmosfera il carbonio prima contenuto in formazioni sedimentarie. Le frecce verdi corrispondono al cosiddetto carbonio mobile, che viene costantemente rimesso in circolazione, mentre quelle azzurre si riferiscono al carbonio contenuto nei sedimenti calcarei, nel petrolio, nel carbon fossile, nel gas naturale.

E' dalla Rivoluzione Industriale, quella del per intenderci nata dall'utilizzo delle macchine a vapore, che le immissioni di gas serra, in particolare l'anidride carbonica, nell'atmosfera sono cresciute via via sempre più fino a risultare compromettenti, se non si corre ai ripari, per il clima del nostro pianeta con tutto ciò che comporta. Ricordo, per far capire meglio il problema a cui ci troviamo di fronte, un dato fornito dal Comitato Intergovernativo sui Cambiamenti Climatici (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) il quale afferma che la temperatura media della Terra è aumentata di circa 0,6°C dal 1861 ad oggi.
La CO2 resiste mediamente nell'atmosfera per circa 100 anni e se oggi non producessimo più CO2 non saremmo in grado comunque di ridurre, in breve, tempo la presenza di anidride carbonica nell'atmosfera. Le reazioni dell'ambiente non mostrano immediatamente i loro effetti e le loro conseguenze, potrebbero invece mostrarli solo quando il processo è diventato irreversibile.