溫室效應是由溫室氣體實現的。現在我們知道的溫室氣體，有水蒸汽（H2O）、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)等。

為了比較各種溫室氣體在大氣中吸收熱的能力，IPCC在1990年的報告中引入“全球變暖潛力”（Global Warming Potential-GWP）的概念。“全球變暖潛力” 被定義為某一單位質量的溫室氣體在一定時間內（20、50、100 或 500 年）相對于二氧化碳的熱吸收能力。以二氧化碳為標準，熱吸收能力定為1，多年平均結果如下（百年時段）：甲烷21，一氧化二氮310，氯氟碳化合物1000以上。這些氣體的溫室效應能力都超過二氧化碳。

在各類溫室氣體中，二氧化碳對溫室效應的貢獻率為3.618％，而人類活動產生的二氧化碳僅占大氣中二氧化碳總含量的3.225％。以上計算結果得到官方公開數據的支持：據美國能源部公布的數據，人類活動產生的二氧化碳每年有231億噸（光70億人每年呼出的CO2就有約30億噸），而自然界二氧化碳年度總產量為7700億噸，人類活動所產生的二氧化碳僅占大氣中所有二氧化碳總產量的2.91％，這個數據與3.225％非常接近。也就是說，人類活動所產生的二氧化碳對溫室效應的貢獻為0.117％。即使按照IPCC 的數據，人類活動產生的二氧化碳每年有290億噸，自然界二氧化碳年度總產量為7500億噸， 人類貢獻也僅僅是3.8%。 

在冬季，北半球絕大多數植物進入落葉休眠期停止了光合作用，不再吸收二氧化碳，而脫落的植物葉子腐爛會釋放出大量二氧化碳，所以從當年十月到翌年五月北半球的二氧化碳在空氣中含量是不斷增加的，五月份所有觀測點二氧化碳濃度達到年內最高值，而后其濃度隨著植物復蘇光合作用增強迅速下降。雖然冬天二氧化碳濃度最高，但我們并沒有覺得暖和多少。這說明，二氧化碳對大氣溫度的作用相當有限。