Парниковый эффект парниковых газов обусловлен их способностью поглощать инфракрасное (своего рода тепловое излучение). Способность парниковых газов поглощать инфракрасные лучи определяется их молекулярной структурой. В молекуле существуют неполярные ковалентные связи и полярные ковалентные связи. Молекулы также делятся на полярные молекулы и неполярные молекулы. Сила молекулярной полярности может быть выражена дипольным моментом μ. Только вибрации с изменяющимися моментами диполя могут вызвать наблюдаемые инфракрасные спектры поглощения. Молекулы с дипольными моментами инфракрасно активны; в то время как молекулярные вибрации с q0 не могут производить поглощение инфракрасной вибрации, они не являются инфракрасными активными. Другими словами, парниковые газы являются инфракрасными активными молекулами с дипольными моментами, поэтому они имеют способность поглощать инфракрасное и сохранять инфракрасное тепло.
Основным парниковым газом в атмосфере является водяной пар (H2O). Парниковый эффект, производимый водяным паром, составляет около 60%-70% от общего парникового эффекта, за ними следуют двуокись углерода (CO₂), на которую приходится около 26%, а другой — озон (O₃), метан (CH₄), закись азота (N₂O), перфторуглероды (ПФУ), гидрофторуглероды (ГФУ), хлорфторуглероды (ГФУ) и гексафторид серы (SF6) и т.д.