Un GEI es un gas atmosférico que absorbe y emite radiación dentro del rango infrarrojo. Los principales GEI en la atmósfera terrestre son el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano, el óxido de nitrógeno y el ozono. Sin los gases de efecto invernadero la temperatura promedio de la superficie terrestre sería alrededor de −18°C, en lugar de la media actual de 15°C.

Cada GEI incide de manera diferente en el calentamiento del planeta. Los hay que debido a su estabilidad perduran en la atmósfera durante miles de años, como por ejemplo el hexafluoruro de azufre (SF6). Por otro lado, los hay que debido a sus propiedades tienen una mayor eficacia en la absorción y reemisión de radiación infrarroja. Este tipo de fatores dan lugar a lo que se denomina potencial de calentamiento global (PCG), que varía en función del horizonte temporal considerado. Su uso permite caracterizar cada GEI de acuerdo con una unidad de referencia definida como CO2 equivalentes (CO2e).