دی اکسید کربن اتمسفر (CO₂) ماده اولیه فتوسنتز گیاهی برای سنتز کربوهیدرات ها است. افزایش آن می تواند محصولات فتوسنتز را افزایش دهد که بدون شک برای تولید کشاورزی مفید است. در عین حال یک گاز با اثر گلخانه ای است و تأثیر مهمی بر تعادل گرمایی زمین دارد. بنابراین افزایش آن با تأثیر بر تغییرات آب و هوایی بر کشاورزی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، گازهای ردیابی با اثر گلخانه ای در جو مانند متان، کلروفلوئوروکربن ها، مونوکسید کربن، ازن و غیره وجود دارد. نقش دی اکسید کربن در کل اثر گلخانه ای حدود نیمی را تشکیل می دهد، و بقیه اثرات گازهای ردیابی مختلف فوق هستند.
غلظت دی اکسید کربن تمایل به افزایش سال به سال دارد. در دهه ۱۹۵۰ میانگین امتیاز جرم سالانه حدود ۳۱۵×۱۰ (-۶) بود و در اوایل دهه ۱۹۷۰ به ۳۲۵×۱۰ (-۶) افزایش یافته بود که از ۳۴۵×۱۰ (-۶) فراتر رفته بود. افزایش سالانه 1.0-1.2×10 (-6)، و یا نرخ رشد سالانه حدود 0.3٪. بر اساس اکثر نتایج اندازه گیری، کسر جرمی دی اکسید کربن قبل از انقلاب صنعتی 275×10 (-6) بود.
دلیل اصلی افزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر، بهره برداری و استفاده گسترده از سوخت های فسیلی پس از صنعتی شدن است. از سال ۱۸۶۰ میانگین نرخ رشد سالانه دی اکسید کربن ساطع شده توسط سوختن سوخت های معدنی ۴٫۲۲٪ بوده است و مجموع انتشار سوخت های مختلف در ۳۰ سال گذشته به حدود ۵ میلیارد تن در سال رسیده است.
یکی دیگر از دلایل عمده افزایش دی اکسید کربن در اتمسفر قطع درختان برای سوخت است. جنگل ها در اصل یک «مخزن» بزرگ در چرخه کربن جوی بودند. هر متر مربع جنگل می تواند ۱ تا ۲ کیلوگرم دی اکسید کربن را جذب کند. جنگل زدایی «استخر» اصلی دی اکسید کربن را به «منبع» دیگری از انتشار دی اکسید کربن به جو تبدیل می کند. بر اساس برآوردهای سازمان جهانی غذا و کشاورزی (فائو، ۱۹۸۲)، هر ساله حدود ۲٫۴ میلیارد متر مکعب چوب در اواخر دهه ۱۹۷۰ برداشت می شد که حدود نیمی از آن به عنوان چوب سوختی سوزانده می شد و افزایش حاصل از آن کسر جرمی دی اکسید کربن می توانست به ۰٫۴×۱۰ (- ۶) در اطراف برسد.
با توجه به تجزیه و تحلیل جامع فوق، اگر افزایش فعلی غلظت دی اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه ای مورد استفاده قرار گیرد، تا دهه 2030، اثر کل افزایش دی اکسید کربن و دیگر گازهای گلخانه ای معادل دو برابر شدن غلظت دی اکسید کربن قبل از صنعتی شدن خواهد بود که می تواند باعث افزایش دمای جهانی 5/1 تا 5/4 درجه سانتی گراد بیش از میزان گرم شدنی باشد که در تاریخ بشر رخ داده است. با بالا رفتن دما، کلاهک های یخی در قطب ها ممکن است کوچک شوند و برف ذوب می تواند سطح دریا را ۲۰ تا ۱۴۰ سانتی متر بالا ببرد که تأثیر مستقیم جدی بر شهرهای ساحلی خواهد داشت.