CO₂ er et molekyle som består af et kulstofatom (C) og to iltatomer (O). Kulstof er en vigtig byggesten i alt levende organisk materiale (planter, dyr, bakterier). CO₂ i atmosfæren optages af planter via fotosyntese og omdannes herved til organiske kulstofforbindelser. Kulstof er desuden en væsentlig bestanddel af materiale, som har været levende engang; som f.eks. fossile brændstoffer, der hovedsageligt er dannet af døde plantedele. Når man afbrænder fossile brændstoffer, som olie og kul, omdannes kulstoffet igen til CO₂ som udledes til atmosfæren.

CO₂ har ligesom en række andre små molekyler (f.eks: vanddamp, metan, lattergas) den egenskab, at den holder fast på en del af den varme, som jorden giver fra sig. Denne mekanisme kan sammenlignes med det der sker i et drivhus, og man kalder derfor disse stoffer for drivhusgasser.

I et drivhus trænger Solens kortbølgede stråler gennem glasset og opvarmer luften og jorden. Solens stråler omdannes til langbølgede varmestråler, som ikke kan komme ud gennem glasset. Det samme sker i atmosfæren. Solens kortbølgede stråler trænger ind i atmosfæren og gennem drivhusgasserne. Disse stråler absorberes af jord og vand på kloden, hvorved der sker en opvarmning. Varmen afgives igen til atmosfæren i form af langbølget varmestråling. Denne stråling absorberes og reflekteres af drivhusgasser og dermed varmes atmosfæren op.

Drivhusgasser findes naturligt i atmosfæren, og uden dem ville jorden være 30-35 ºC koldere end den er i dag. Drivhusgasserne er altså nødvendige for at have liv på Jorden. Men med den nuværende menneskeskabte udledning af drivhusgasser, går opvarmningen langt hurtigere end de naturlige variationer i Jordens historie. Det betyder, at planter og dyr ikke kan nå at udvikle tilpasninger til de nye livsbetingelser. Som få blandt mange konsekvenser af dette, ser vi allerede i dag at koraller forsvinder og dyrearter som isbjørnen og hvalrossen trues på livet..