Globalno segrevanje se nanaša na zvišanje zemeljske temperature, za katerega se domneva, da je delno posledica učinka tople grede ali prekomernega sproščanja plinov, kot so ogljikov dioksid, metan in dušikovi oksidi, pa tudi tanjšanje ozonske plasti, ki je predvsem posledica klorofluoroogljikovodikov in haloogljikovodikov, ki se sproščajo v ozračje.
Mnogi ljudje verjamejo, da je globalno segrevanje v veliki meri posledica učinkov človekovih dejavnosti, zlasti industrije in kmetijstva. Čeprav je človeška dejavnost zelo verjetno velik dejavnik, ki prispeva, nismo edini vzrok za globalno segrevanje. Poleg tega vprašanje dviga globalnih temperatur ni eksaktna znanost.
Znanstveniki verjamejo, da so se v zadnjih 400,000 letih zgodili štirje skoraj identični vremenski cikli, ki so trajali nekaj več kot 100,000 let. Med vsakim ciklom je bilo skoraj 100,000 let hladno. Potem je bilo veliko toplejše obdobje, ki je trajalo 10 do 20 tisoč let s povprečnimi temperaturami, primerljivimi s sedanjostjo. S preučevanjem vremenskih vzorcev v smislu 10-ih tisoč let je verjetno, da vsakoletna nihanja temperature in postopno zvišanje povprečne globalne temperature kažejo na naravni cikel »globalnega segrevanja«.
V zadnjih nekaj sto tisoč letih je bil glavni vzrok podnebnih sprememb posledica ciklične variacije zemeljske orbite okoli sonca, ki je spremenila povprečno količino energije, ki jo Zemlja prejme od sonca. Te razlike v zemeljski orbiti so ustvarile nekaj zelo dolgotrajnih »astronomskih letnih časov«, podobnih »rednim letnim časom« v enem letu. Bile so glavni vzrok podnebnih sprememb in so povzročile vrsto ledenih dob in “toplih” obdobij, kot so ta, ki jih doživljamo zdaj.
Ta naravni astronomski cikel ima domino učinek na planetu, kar dodatno poveča pojav globalnega segrevanja. En zelo pomemben dejavnik vključuje arktične regije. Rahlo zvišanje temperature je dovolj, da se začne topiti zemeljski permafrost, ki je zemlja, ki je bila zamrznjena od zadnje ledene dobe. Ko se to zgodi, začnejo plasti odmrlega rastlinskega materiala in drugih organskih spojin v tleh propadati, kar ustvarja stranske produkte ogljikovega dioksida in plinov metana. Ta proces sprošča več toplogrednih plinov v ozračje, kar ustvarja začaran krog, ki povzroči globalno segrevanje. K prisotnosti plinov v ozračju prispevajo tudi vulkanski izbruhi.