溫室氣體排放是全球變暖的主要原因。溫室氣體主要包括《京都議定書》限排的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、氫氟碳化物、全氟化碳，以及《蒙特利爾議定書》限排的部分鹵代氣體。2000~2019年，長壽命溫室氣體造成的總輻射強迫（升溫效應）增加了0.674W/㎡，其中，二氧化碳占增量的83.5%、甲烷占增量的5.2%、氧化亞氮占增量的7.6%、其他占增量的3.9%。2019年，全球二氧化碳年平均濃度為410.5ppm，是1750年的148%，與早期人類出現的300萬年前大體相同。2019年與2010年相比，大氣中平均二氧化碳濃度年均增長了2.37ppm；2021年2月14日，大氣中平均二氧化碳濃度達到414.2ppm。由此可見，控制二氧化碳排放是抑制全球氣候變暖的關鍵措施。《巴黎協定》從生態環境和人類永續發展的角度出發，提出全球升溫比工業化前不高于1.5℃的努力目標、不高于2.0℃的控制目標。2018年，聯合國政府間氣候變化專門委員會發布了《關于全球升溫高于工業化前1.5°C的影響報告》。報告第三章論述了升溫1.5℃對自然環境和人類社會的影響，認為1.5℃是綜合多方面分析后的升溫閾值，超過該值后，較多系統可能會處于不可逆狀態。報告稱，要實現全球升溫比工業化前不高于1.5°C，到2030年，全球二氧化碳凈排放量須比2010年減少約45％，到2050年應實現碳中和（“凈零”排放）。2019年，聯合國氣候行動峰會提出倡議：到2030年，全球二氧化碳排放要在2010年的基礎上減少45.0%，到2050年實現碳中和。1979~2019年，主要溫室氣體的輻射強迫（升溫效應）見圖1-1。 
圖1-1 主要溫室氣體的輻射強迫（升溫效應，1979~2019年）
