Το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι η πρώτη ύλη για τη φωτοσύνθεση των φυτών για τη σύνθεση υδατανθράκων. Η αύξησή του μπορεί να αυξήσει τα φωτοσυνθετικά προϊόντα, τα οποία είναι αναμφισβήτητα ευεργετικά για τη γεωργική παραγωγή. Ταυτόχρονα, είναι ένα αέριο με φαινόμενο θερμοκηπίου και έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ισορροπία θερμότητας της γης. Ως εκ τούτου, η αύξησή της επηρεάζει τη γεωργία επηρεάζοντας την κλιματική αλλαγή. Επιπλέον, υπάρχουν ιχνοστοιχεία με φαινόμενο θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα, όπως μεθάνιο, χλωροφθοράνθρακες, μονοξείδιο του άνθρακα, όζον κ.λπ. Ο ρόλος του διοξειδίου του άνθρακα στο συνολικό φαινόμενο του θερμοκηπίου αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ και τα υπόλοιπα είναι οι επιπτώσεις των παραπάνω διαφόρων ιχνοστοιχείων.
Η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα τείνει να αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Στη δεκαετία του 1950, η ετήσια μέση βαθμολογία μάζας ήταν περίπου 315×10 (-6), και στις αρχές της δεκαετίας του 1970, είχε αυξηθεί σε 325×10 (-6), η οποία ξεπέρασε τις 345×10 (-6). Ετήσια αύξηση 1,0-1,2×10 (-6) ή ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης περίπου 0,3%. Με βάση τα περισσότερα αποτελέσματα των μετρήσεων, το κλάσμα μάζας του διοξειδίου του άνθρακα πριν από τη βιομηχανική επανάσταση ήταν 275×10 (-6).
Ο κύριος λόγος για την αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι η μεγάλης κλίμακας εκμετάλλευση και χρήση ορυκτών καυσίμων μετά την εκβιομηχάνιση. Από το 1860, ο μέσος ετήσιος ρυθμός αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται από την καύση ορυκτών καυσίμων είναι 4,22%, και οι συνολικές εκπομπές διαφόρων καυσίμων έχουν φτάσει περίπου 5 δισεκατομμύρια τόνους ετησίως τα τελευταία 30 χρόνια.
Ένας άλλος σημαντικός λόγος για την αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι η κοπή δέντρων για καύσιμα. Τα δάση ήταν αρχικά μια σημαντική «δεξαμενή» στον ατμοσφαιρικό κύκλο άνθρακα. Κάθε τετραγωνικό μέτρο δάσους μπορεί να αφομοιώσει 1-2 κιλά διοξειδίου του άνθρακα. Η αποψίλωση των δασών μετατρέπει την αρχική «δεξαμενή» διοξειδίου του άνθρακα σε μια άλλη «πηγή» εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του Παγκόσμιου Οργανισμού Τροφίμων και Γεωργίας (FAO, 1982), περίπου 2,4 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα ξύλου συλλέγονταν κάθε χρόνο στα τέλη της δεκαετίας του 1970, εκ των οποίων περίπου το ήμισυ κάηκε ως καυσόξυλο, και η προκύπτουσα αύξηση του κλάσματος μάζας διοξειδίου του άνθρακα θα μπορούσε να φτάσει τα 0,4×10 (- 6) Γύρω.
Σύμφωνα με την παραπάνω ολοκληρωμένη ανάλυση, εάν χρησιμοποιηθεί η τρέχουσα αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου, έως τη δεκαετία του 2030, η συνολική επίδραση της αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου θα είναι ισοδύναμη με τον διπλασιασμό της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα πριν από την εκβιομηχάνιση, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη κατά 1,5- 4,5 °C υπερβαίνει το ποσοστό θέρμανσης που έχει συμβεί στην ανθρώπινη ιστορία. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα καλύμματα πάγου στους πόλους μπορεί να συρρικνωθούν και το χιόνι που λιώνει μπορεί να αυξήσει τη στάθμη της θάλασσας κατά 20-140 εκατοστά, γεγονός που θα έχει σοβαρό άμεσο αντίκτυπο στις παράκτιες πόλεις.