Углекислый газ атмосферы (CO₂) является сырьем для фотосинтеза растений для синтеза углеводов. Его увеличение может увеличить фотосинтетические продукты, что, несомненно, выгодно для сельскохозяйственного производства. В то же время, это газ с парниковым эффектом и оказывает существенное влияние на тепловой баланс Земли. Таким образом, его увеличение влияет на сельское хозяйство, влияя на изменение климата. Кроме того, в атмосфере имеются следовые газы с парниковым эффектом, такие как метан, хлорфторуглероды, окись углерода, озон и т.д. Роль двуокиси углерода в общем парниковом эффекте составляет около половины, а остальная часть - последствия вышеуказанных различных следовых газов.
Концентрация двуокиси углерода, как правило, увеличивается из года в год. В 1950-х годах среднегодовой показатель массы составил около 315×10 (-6), а в начале 1970-х годов он увеличился до 325×10 (-6), превысив 345×10 (-6). Ежегодный прирост на 1,0-1,2×10 (-6), или годовые темпы роста около 0,3%. Основываясь на большинстве результатов измерений, массовая доля двуокиси углерода до промышленной революции составила 275×10 (-6).
Основной причиной увеличения концентрации двуокиси углерода в атмосфере является крупномасштабная эксплуатация и использование ископаемого топлива после индустриализации. С 1860 года среднегодовые темпы роста выбросов двуокиси углерода при сжигании минерального топлива составили 4,22%, а общий объем выбросов различных видов топлива за последние 30 лет достиг около 5 миллиардов тонн в год.
Еще одной основной причиной увеличения выбросов двуокиси углерода в атмосферу является вырубка деревьев на топливо. Леса первоначально были основным "резервуаром" в атмосферном углеродном цикле. Каждый квадратный метр леса может усвоить 1-2 кг углекислого газа. Обезлесение превращает первоначальный «бассейн» двуокиси углерода в еще один «источник» выбросов двуокиси углерода в атмосферу. По оценкам Всемирной продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО, 1982 год), в конце 70-х годов ежегодно собиралось около 2,4 миллиарда кубометров древесины, из которых около половины сжигалась в качестве топливной древесины, и в результате этого массовая доля двуокиси углерода могла составить 0,4×10 (-6) вокруг.
Согласно вышеупомянутому всеобъемлющему анализу, если к 2030-м годам будет использовано нынешнее увеличение концентрации двуокиси углерода и других парниковых газов, то общий эффект увеличения выбросов двуокиси углерода и других парниковых газов будет эквивалентен удвоению концентрации двуокиси углерода до индустриализации, что может привести к повышению глобальной температуры на 1,5-4,5 градуса Цельсия, превышающему темпы потепления, произошедшие в истории человечества. По мере повышения температуры ледяные шапки на полюсах могут уменьшаться, а таяние снега может поднять уровень моря на 20-140 см, что будет иметь серьезные прямые последствия для прибрежных городов.