XIX a. pab. prasidėjęs Žemės klimato atšilimas XX šimtmetyje įgavo dar spartesnius tempus. Per XX a. globalinė Žemės troposferos oro temperatūra pakilo 0,5 °C. Svarbiausia priežastis, dėl kurios prasidėjo visuotinis klimato atšilimas – šiltnamio efektą stiprinančių priemaišų (, , , , , , ir jų junginių) koncentracijos didėjimas atmosferoje dėl žmogaus ūkinės veiklos. Šios dujos praleidžia iš Saulės trumpųjų elektromagnetinių bangų pavidalu sklindančią spinduliuotę, bet Žemės paviršiaus ilgosiomis bangomis skleidžiamų spindulių dalį sulaiko ir atspindi atgal. Sugrąžinta ilgabangė spinduliuotė šildo žemės paviršių, o šis savo ruožtu – žemutinius troposferos sluoksnius. Tai ir vadinama šiltnamio efektu. Todėl, didėjant šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentracijai, oro temperatūra prie Žemės paviršiaus ima kilti.
Ikiindustriniu laikotarpiu (iki XIX a. pradž.) CO2 atmosferoje buvo 0,025 %. XX a. pab. CO2 koncentracija dėl mineralinio kuro deginimo jau pasiekė 0,037 %. Vykstant šiltnamio efektą sukeliančių priemaišų emisijai numatoma, kad jų koncentracija atmosferoje didės, net jeigu bus imtasi visų įmanomų priemonių išmetimams sumažinti. Dėl pramonėje plačiai naudojamų technologinių procesų ir susiklosčiusio kuro santykio ypač smarkiai didės anglies dioksido, anglies monoksido, metano, azoto suboksido kiekis atmosferoje. Todėl prognozuojama, kad visuotinė žemutinės troposferos temperatūra XXI a. kils vidutiniškai po 0,2–0,3 °C per dešimtmetį ir apie 2030 gali būti 1 °C aukštesnė negu dabar.
Tačiau regioniniai klimato svyravimai dažnai būna ryškesni ir kontrastingesni už visuotinius, atšilimo intensyvumas įvairiose Žemės rutulio vietose skirtingas. Sparčiausiai temperatūra kyla vidutinėse ir poliarinėse šiaurės platumose. Modeliuojant klimato kitimą, įvairių termodinamiškai aktyvių dujų šiltnamio efektas prilyginamas ekvivalentinio anglies dioksido efektui. Vadinasi, taikant klimato dinamikos modelius nustatyta, kad ekvivalentinei CO2 koncentracijai padidėjus du kartus (iki 0,057 %) palyginti su ikiindustriniu laikotarpiu (tai gali įvykti apie 2040–2090), Lietuvoje vidutinė metų oro temperatūra pakiltų 2–4 °C, o kritulių kiekis padidėtų 20–40 mm. Įvykus panašiems arba net ir per pusę mažesniems klimato pakitimams, iš esmės pasikeistų augalų vegetacijos sąlygos, sutrumpėtų sniego dangos laikymosi trukmė, atšilimas turėtų įtakos gyvūnų mitybos bazei, ligų ir kenkėjų paplitimui, paukščių migracijai ir pan. Todėl dabar kuriami modeliai, kuriais siekiama įvertinti šios įtakos padarinius ūkiui, žmonių sveikatai, numatomos priemonės tai įtakai sumažinti.
