二氧化碳是地球大氣層的常規組成成分，雖然和氧氣、氮氣比起來，它佔的份額非常少，佔空氣的0.037%左右，但是這個大氣家族的小成員卻對全球變暖產生了巨大影響。
我們人類以及所有生物都生活在地球表面，靠着吸收從太陽輻射來的各種波段的光獲取能量。由於地球吸收了這些太陽能之後變得比宇宙背景溫度高得多，因此也會向宇宙中輻射能量，不過這些輻射的能量主要是紅外線，可見光輻射微乎其微，所以地球不是一個發光行星。簡單地說，地球表面溫度的高低就是吸收太陽光與地球向外輻射能量平衡的一個結果。如果地球散發的熱量比較多，就會變冷；反過來，地球釋放的熱量較少，地球就會比較溫暖。有趣的是，地球吸收太陽光時較少遇到障礙，但在地球向宇宙空間釋放以紅外線爲主的輻射能量時，卻受到了地球大氣層的“攔截”，其中起到重要作用的就是二氧化碳。空氣中的二氧化碳濃度上升時，原本輻射向外空間的熱量就較多地被阻擋並反射回地球，這樣一來，能量進出的平衡就被打破了，地球表面溫度也因此而升高。
大氣中的二氧化碳濃度爲什麼會上升呢？越來越多的證據表明，人類爲自身短暫的舒適生活，大量燃燒化石燃料釋放出工業廢氣，遍佈全球的交通工具不斷排放出的尾氣等，其中都含有大量二氧化碳；同時，人口高速增長，居住地不斷擴大，導致大片森林被砍伐，使得二氧化碳的最大“消化”者——綠色植物的分佈急劇萎縮。這些都是導致大氣中二氧化碳持續上升的主要原因。
爲什麼地球會“發燒”的科學故事點評大氣中二氧化碳持續增多，就像是在地球外圍罩上了一層保溫的毯子，其作用和栽培植物的溫室十分相似：熱量易進難出，使得溫室內保持較高的溫度。因此，地球大氣中二氧化碳的這種“保溫”作用就被形象地比喻爲“溫室效應”了。而日益嚴重的溫室效應，正是地球“發燒”的最主要原因。
