地球吸收太阳发出的短波辐射，并向宇宙空间反射长波辐射。大气中的一些成分能够吸收长波辐射，从而在地球表层形成了类似温室的透明密闭空间。这种温室效应使地表能够保持一定的温度，为生物的生存创造了基本条件。具有温室效应的大气成分有二氧化碳（CO₂）、水蒸气（H₂O）、氧化亚氮（N₂O）、甲烷（CH₄）、氟氯烃等，被统称为温室气体。

碳化合物，特别是二氧化碳，是温室气体的主要组成物质。碳是构成生命的基本元素和主要的地球化学元素之一，在大气圈、水圈、岩石圈、生物圈之间以不同形式转换，形成全球碳循环。人类社会生产活动的增长和化石能源的使用影响着碳循环的平衡，是使得温室气体的排放量不断增加，温室效应增强的主要原因。大量研究表明这种效应在一定程度上使得地球表面温度升高、全球气候变暖，造成海平面上升、生态系统失衡等，逐渐威胁到人类的生存和发展。为此，各国政府于1992年签署了《联合国气候变化框架公约》，1997年通过《京都议定书》，以减少温室气体的排放，控制全球气候变暖的趋势。由于二氧化碳是最主要温室气体，因此，减少二氧化碳的排放成为《京都议定书》的重要内容。

碳排放主要来自能源使用和工业过程两方面，如化石燃料燃烧、水泥的生产等等，从而与经济社会发展有着密切的联系。经济规模、产业结构、人口密度、能源结构等都是碳排放的相关影响因素。要减少碳排放，需要从根本上改变经济发展模式，具体措施包括降低能耗，提高能源使用效率，积极发展替代化石燃料的清洁能源、可再生能源等。

燃煤电厂大量排放含二氧化碳的废气