温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。由于水蒸汽和臭氧的时空分布变化较大,因此在制定减量措施规划时，一般都不将它们纳入。
1997年由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定的《京都议定书》明确针对六种温室气体进行削减：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）。后三种气体形成温室效应的能力最强，但以对全球变暖的影响来说，由于二氧化碳含量最多,因而影响也最大。
不同类型温室气体的分子在产生后的大气存留时间差异较大。任何一种温室气体的分子在产生之后，其寿命受多种因素决定。首先，看它是不是容易和其他化学成分反应，再有，它是不是容易被海洋，土壤或植物所吸收或者把它们是放到大气中等等，如二氧化碳的寿命最长，达200年左右，而氧化亚氮可达150年左右。
从分子结构来讲，木材是一个氢原子十个碳原子，煤炭是一个氢原子两个碳原子，石油是两个氢原子一个碳原子，天然气是四个氢原子一个碳原子，前两次能源转型，从煤炭转向石油，从木材转向煤炭，从煤炭转向石油，十个碳，两个氢一个碳，四个氢一个碳，是成倍的减碳。能源是氢原子和氧原子的结合，释放的热能叫能源。它不管如何都要排出来，不管以什么形式都要排出来的，要不是气体，要不是液体的，要不是固体的，所以这对我们是巨大的挑战【数据引自罗伯特·海夫纳三世的《能源大转型》，相关论述引自中国海洋石油总公司能源经济研究院的首席研究员陈卫东2014年10月23日在天然气及煤炭清洁利用国际合作论坛上的发言】。
表1 各类化石能源的含碳量
在各类能源中，我们比较关注的是原煤、汽油、柴油和天然气这四种化石能源的碳排放水平。从表1可以看出，从单位热值能源的含碳量来看，原煤（26.37）＞柴油（20.2）＞汽油（18.9）＞天然气（15.3），这些数字的单位都是吨碳/TJ。1个TJ≈3.07吨标准油≈4.39吨标准煤。也就是说，在同等热值条件下，原煤、柴油、汽油、天然气的含碳量的相对关系是1.72:1.32:1.24:1.00，原煤的碳含量水平是天然气的1.72倍，柴油是天然气的1.32倍，汽油是天然气的1.24倍。
知道了各类化石能源的含碳量，也就能够折算出每种化石能源燃烧后产生的二氧化碳排放量了。怎么计算呢？我们知道，碳和氧气结合后就生成二氧化碳，其计算是这样的：碳的分子量为12,二氧化碳的分子量为44，44/12＝3.67，也就是说，一吨碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67吨二氧化碳。结合表1，我们为大家计算得出了各类化石能源燃烧后所排放的二氧化碳量（表2）。
从表2可以看出，在上述10种化石能源中，同等热值能源燃烧后二氧化碳排放量最大的是焦炭，其次是原煤，再次是燃料油、柴油、原油，液化石油气、炼厂干气和油田天然气排放量最低。知道了各类化石能源的二氧化碳排放量，我们就可以轻松计算出我们每个人日常生活的碳足迹（生活产生的二氧化碳排放量），由此看出我们对全球气候变暖的“贡献”。
以驾驶私家车上班为例，假定你每天驾驶普通燃油汽车上下班，从北京市昌平区北七家镇未来科技城到住所每天往返100公里，百公里油耗为8升，这样每天就会燃烧汽油8升。1升汽油≈33.35MJ（兆焦耳）≈0.3335/10^4 TJ，而按照表2所示，1TJ的汽油燃烧将排放二氧化碳69.36吨，那么8升汽油就将排放0.018吨，也就是18千克二氧化碳。如果一年上班时间为300天，那么全年你因为自驾车上下班就将排放二氧化碳5.4吨。以此类推，你还可以计算乘坐飞机旅行、乘坐电梯等其他活动的二氧化碳排放量。