Le jour, le rayonnement solaire est soit réfléchi par l'atmosphère soit la pénètre. Quand il pénètre l'atmosphère, une petite partie est alors réfléchie par la surface de la terre et la plus grande est absorbée par la terre.

La nuit, la partie des rayons solaires absorbée est émise sous forme de rayons infrarouges (rayons chauffant). Ces derniers soit quittent définitivement l'atmosphère soit sont renvoyés vers la terre dans toutes les directions par les GES. Ils retiennent ainsi la chaleur et ont le même effet que la vitre d'une serre de culture.

Les gaz à effet de serre (GES) sont indispensables à la vie sur terre. C'est en effet grâce à eux que la température moyenne sur terre est de + 15°C. Sans eux, elle serait de -18°C et rendraient toute vie pratiquement impossible. Ce phénomène est donc naturel. Le premier GES naturel est la vapeur d'eau.