溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，并重新發射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分制冷劑等。它們的作用是使地球表面變得更暖，類似于溫室截留太陽輻射，并加熱溫室內空氣的作用。這種溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱為“溫室效應”。水汽(h2o)、二氧化碳(co2)、氧化亞氮(n2o)、甲烷(ch4)、臭氧(o3)等是地球大氣中主要的溫室氣體。

溫室氣體之所以有溫室效應，是由于其本身有吸收紅外線的能力。溫室氣體吸收紅外的能力是由其本身分子結構所決定的。在分子中存在著非極性共價鍵和極性共價鍵。分子也分為極性分子和非極性分子。分子極性的強弱可以用偶極矩μ來表示。而只有偶極矩發生變化的振動才能引起可觀測的紅外吸收光譜，則擁有偶極矩的分子就是紅外活性的；而δμ=0的分子振動不能產生紅外振動吸收的，則是非紅外活性的。也就是說，溫室氣體是擁有偶極矩的紅外活性分子，所以才擁有吸收紅外線，保存紅外熱能的能力。