Üvegházhatás akkor lép fel, amikor a Föld légkörében bizonyos gázok csapdába ejtik az infravörös sugárzást. Az üvegházhatás hasonlóan működik egy kertészeti üvegházhoz. A napsugár energiájának egy részét a növények és a talaj elnyelik, ennek hatására megemelkedik a hőmérséklet. Az üvegház falai pedig megakadályozzák, hogy a hő nagy része távozzon, így az üvegház meleg marad.
Ez természetes folyamat, amely biztosítja a Föld nagyjából stabil hőmérsékletét, szerepe pedig olyannyira fontos, hogy nélküle az általunk ismert földi élet nem létezhetne. Az üvegházhatás nélkül a Föld átlagos hőmérséklete -18 °C körül lenne, állandó jégkorszak uralkodna. A folyamat hatására bolygónk jelenlegi átlaghőmérséklete 14 °C környékén van. A legfontosabb üvegházhatású gázok a szén-dioxid, a vízgőz, a metán, az ózon és a dinitrogén-oxid.
Ma legtöbbször negatív előjellel említjük az üvegházhatást, aminek az az oka, hogy az utóbbi évtizedekben a rendszer működésének stabilitása az emberi tevékenység hatására megbomlott. Az emberi tevékenység jelentős mennyiségű üvegházhatású gázt pumpált a légkörbe, elsősorban a fosszilis energiahordozók elégetésével. Ez a természetes üvegházhatás felerősödéséhez vezetett, ennek következménye a napjainkban tapasztalható klímaváltozás és globális felmelegedés.