温室气体或称温室效应气体，是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60%~70%；其次是二氧化碳（CO2），大约占26%；其他还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（又称笑气，N2O）以及人造温室气体氟氯碳化物（CFCs）、全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、含氯氟烃（HCFCs）、六氟化硫（SF6）等。
近年来最引人注意的全球气温快速上升问题，主要是由于人为作用，使大气中温室气体的浓度急剧上升所导致的。人类近代历史上的温室效应，与过去相比特别的显著，全球暖化即适用于形容现在的异常情形。之所以如此，是由于工业革命以来，人类燃烧化石燃料而使二氧化碳含量急剧增加，近10年来增加将近30%；其次是甲烷，是从饲养牲畜的粪便发酵，污水泄漏，稻田粪肥发酵等活动产生的；还有许多人类合成的，自然界原本不存在的气体，如氟利昂。
温室气体的增加，加强了温室效应，是造成全球暖化的主要原因，已成为世界各国的共识，也是一种全球性的污染，《京都议定书》正是为了采取措施减少温室气体排放，由联合国发起，世界各国达成的协议。
温室气体排放现状
地球的大气中重要的温室气体包括水蒸气（H2O）、臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、甲烷（CH4）、氢氟氯碳化物类（CFCs，HFCs，HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF6）等。由于水蒸气及臭氧的时空分布变化较大，因此在进行减量措施规划时，一般都不将这两种气体纳入考虑。1997年在日本京都召开的联合国气候化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的《京都议定书》，明订针对6种温室气体进行削减，包括上述所提及之二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。其中以后3类气体造成温室效应的能力最强；但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大，约为55%。
温室气体排放目前，由于地球大气中二氧化碳的含量显著增高，阻止了地球热量的散失，使得地球发生了可感觉到的气温升高。这种‘温室效应已经对人类的生存和社会经济可持续发展构成了极其严重的威胁。
为减少温室气体排放，欧盟于2007年年初制订温室气体减排目标：与1990年比，2020年温室气体减排至少平均减少20%，2030年减少30%，长期目标是2050年为1990年排放水平的50%。这一减排措施将通过提高能效和使2020年可再生能源应用目标达20%份额来达到。截至2006年，可再生能源占欧洲能源份额小于7%。
2005年12月5日，加拿大蒙特利尔召开有关全球气候变暖的国际会议，联合国气候变化框架协议22个签约国代表集中讨论《京都议定书》生效来，全球气候变化情况，目的是削减碳排放污染，实现2012年的减排目标。
国际能源署（IEA）指出，到2030年世界能源需求将增长60%，能源需求增长60%，CO2排放也将增多，这是一个严峻的挑战。尽管国际气候变化协议（《京都议定书》）要求降低CO2排放，但随着发电和石油需求的增长，CO2的排放仍在快速增多。
来自化石燃料燃烧排放的CO2正在继续增多，全球自然碳循环不能除去所有排放到大气中的CO2。在碳循环中，绿色植物通过光合作用从大气中除去碳或封存碳，这一过程从氧原子分离CO2中的碳原子，再将氧气返回大气，并使碳转化为生物质。转化因子为3.67吨CO2相当于1吨碳；19000立方英尺CO2相当于1吨CO2。
美国能源情报署（EIA）的分析认为，2003年世界人为制造的CO2排放为251亿吨/年。排放的CO2分解如下：石油为105亿吨/年；天然气为53亿吨/年；煤炭为93亿吨/年。
截至2006年，全世界二氧化碳排放量至少在270亿吨以上。能源专家预测，到2030年排放量可能达380亿吨以上。
亚太地区现已超过北美成为CO2最大的排放地区。其中，亚太三个国家的排放量为：中国31亿吨/年、印度尼西亚12亿吨/年、印度10亿吨/年。美国仍是人为制造CO2最多的国家，排放CO257亿吨/年中，23亿来自发电，燃煤发电厂排放最多，约为19亿吨/年。
据统计，美国各部门CO2排放量分别为：发电行业20.68亿吨、天然气加工10.15亿吨、炼油厂1.6亿吨、钢铁厂8300万吨、水泥厂6300万吨、环氧乙烷生产6200万吨、制氢生产900万吨、合成氨生产700万吨。美国能量利用的CO2排放将以年均1.2%的速率增长，将从2005年59.45亿吨增加到2030年79.50亿吨。
温室气体减排的全球行动
哥本哈根气候大会
哥本哈根气候大会全称是《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议，这一会议也被称为哥本哈根联合国气候变化大会，于2009年12月7日~18日在丹麦首都哥本哈根召开。12月7日起，192个国家的环境部长和其他官员们在哥本哈根召开联合国气候会议，商讨《京都议定哥本哈根气候大会标志书》一期承诺到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。这是继《京都议定书》后又一具有划时代意义的全球气候协议书，毫无疑问对地球今后的气候变化走向产生决定性的影响。这是一次被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。会议在现代化的Bella中心举行，为期2周。会议达成不具法律约束力的《哥本哈根协议》。《哥本哈根协议》维护了《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》确立的“共同但有区别的责任”原则，就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减排行动作出了安排，并就全球长期目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识。
欧盟的节能减排战略
欧盟国家能源政策一般有3个内容：一是能源效率；二是能源节约；三是可更新能源。而推出的各种政策工具和技术手段都集中于二氧化碳排放的控制。在欧盟，能源消耗中工业占22%，交通占24%。一次能源在转换（如电或热等）中的耗损占35%。扣除这项耗损后，超过30%的能源为建筑物所消耗。所以各国都在工业、交通、建筑物、电器设备和照明等领域围绕控制二氧化碳排放来设计政策。