Sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera che tendono a bloccare l’emissione di calore dalla superficie terrestre. In particolare i gas serra sono quei gas presenti in atmosfera, che sono trasparenti alla radiazione solare in entrata sulla Terra ma riescono a trattenere, in maniera consistente, la radiazione infrarossa emessa dalla superficie terrestre, dall’atmosfera e dalle nuvole. I gas serra possono essere di origine sia naturale che antropica, e assorbono ed emettono a specifiche lunghezze d’onda nello spettro della radiazione infrarossa. Questa loro proprietà causa il fenomeno noto come effetto serra.

La loro concentrazione crescente nell’atmosfera produce un effetto di riscaldamento della superficie terrestre e della parte più bassa dell’atmosfera. L’elenco dei gas serra è molto ampio. Il Protocollo di Kyoto prende in considerazione un paniere di sei gas serra:

I vari gas che formano l’atmosfera non contribuiscono tutti allo stesso modo per l’effetto serra: infatti molecole come quella di azoto (N₂) o ossigeno (O₂) che costituiscono il 98% della nostra atmosfera, non sono capaci di assorbire molta radiazione.

I gas migliori per l’effetto serra sono quelli che hanno una struttura molecolare asimmetrica: in generale quindi tutti i gas biatomici che si trovano nell’atmosfera non sono buoni gas serra (proprio perché hanno una struttura sicuramente lineare) mentre il metano (CH₄), l’ozono (O3), il vapore acqueo (H₂O), l’ossido nitroso (N₂O), i gas fluorurati (idrofluorocarburi HFC, esafluoro di zolfo SF₆, perfluorocarburi PFC, clorofluorocarburi CFC) sono buoni gas serra proprio perché hanno una struttura asimmetrica.

Caso particolare è l’anidride carbonica (CO₂) che pur avendo una struttura lineare (con i tre atomi in fila O-C-O) e quindi non avendo un elevato “potenziale serra”, è tuttavia molto più abbondante in atmosfera rispetto ad altri gas a maggior potenziale serra ed è per questo considerato uno dei maggiori responsabili dell’effetto serra.