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大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮以及臭氧、一氧化碳等极微量气体都是温室气体，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等这些温室气体可以吸收地表长波辐射，具有使大气变暖的效应，与玻璃温室的作用相似，这就是“温室效应”。温室气体对保持全球气候的适宜性具有重要作用，温室效应使地球大气保持了适宜人类和动植物生存的温度。若无“温室效应”，地球表面的平均气温就是—19℃，而非现在的 14℃。没有温室气体不行，但温室气体过多也不行，否则温室效应太强，就会使得地球表面的温度过高而无法忍受。
事出反常必有因。近百年的全球持续变暖的“元凶”到底是什么？众多的科学理论和模拟实验表明：只有考虑到人类活动的作用才能模拟再现近百年来全球变暖的趋势，只有考虑到人类活动对气候系统变化的影响才能解释大气、海洋、冰冻圈以及极端天气气候事件等方面出现的变化。
人类活动影响的主体是通过排放大量温室气体而影响气候，特别是工业化以来的化石燃料燃烧和工业过程排放的二氧化碳是全球温室气体增长的主要来源。也就是说，人类活动排放温室气体的温室效应是导致目前气候持续变暖的根本原因，并已影响到地球其他圈层的气候异常。海洋、冰冻圈和生物圈等都发生了广泛的甚至不可逆的变化。
人为二氧化碳累积排放量与全球气候变暖的幅度之间存在近似线性的相关关系，人类活动每排放 1 万亿吨二氧化碳，全球地表平均气温将上升约0.45℃。2021 年 8 月发布的IPCC第六次评估报告第一工作组报告《气候变化 2021：自然科学基础》进一步指出，人类活动导致的大气中温室气体浓度持续增加将造成温室气体的辐射效应进一步增强。要维持适合人居的地球气候，就必须要控制全球地表平均气温的温升幅度，就需要将人为二氧化碳累积排放量控制在一个可量化的范围内，使得人为二氧化碳累积排放不再增长，进而人类活动不再强迫地球持续温升。可以说这就是“碳中和”共识。