Парниковий ефект парникових газів обумовлений їх здатністю поглинати інфрачервоне (свого роду теплове випромінювання). Здатність парникових газів поглинати інфрачервоні промені визначається їх молекулярною структурою. У молекулі є неполярні ковалентні зв'язки і полярні ковалентні зв'язки. Молекули також діляться на полярні молекули і неполярні молекули. Сила молекулярної полярності може бути виражена дипольним моментом μ. Тільки вібрації зі зміною дипольних моментів можуть викликати спостережувані спектри інфрачервоного поглинання. Молекули з дипольними моментами активні в інфрачервоному діапазоні; в той час як молекулярні коливання з Δμ=0 не можуть виробляти інфрачервоне поглинання вібрацій, вони не є інфрачервоними активними. Іншими словами, парникові гази є інфрачервоними активними молекулами з дипольними моментами, тому вони мають здатність поглинати інфрачервоний зв'язок і зберігати інфрачервоне тепло.
Основним парниковим газом в атмосфері є водяна пара (Н2О). Парниковий ефект, що виробляється водяною парою, становить близько 60%-70% від загального парникового ефекту, далі йдуть вуглекислий газ (CO₂), на який припадає близько 26%, а на інший - озон (О₃), метан (CH₄), оксид азоту (N₂O), перфторукарбони (ПФК), гідрофторвуглеці (HFCs), хлорфлюорокарбони (HCFCs) і гексафлюорид сірки (SF6) і т.д.