ग्रीनहाउस गैसों का ग्रीनहाउस प्रभाव अवरक्त (थर्मल विकिरण का एक प्रकार) को अवशोषित करने की उनकी क्षमता के कारण है। इन्फ्रारेड किरणों को अवशोषित करने के लिए ग्रीनहाउस गैसों की क्षमता उनकी आणविक संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। अणु में गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन और ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन होते हैं। अणुओं को ध्रुवीय अणुओं और गैर-ध्रुवीय अणुओं में भी विभाजित किया जाता है। आणविक ध्रुवता की ताकत को μ में डाइपोल पल द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। बदलते डाइपोल क्षणों के साथ केवल कंपन नमूदार अवरक्त अवशोषण स्पेक्ट्रा पैदा कर सकता है। डाइपोल क्षणों वाले अणु अवरक्त सक्रिय होते हैं; जबकि Μ = 0 के साथ आणविक कंपन अवरक्त कंपन अवशोषण का उत्पादन नहीं कर सकते हैं, वे गैर अवरक्त सक्रिय हैं। [1] दूसरे शब्दों में, ग्रीनहाउस गैसें डाइपोल क्षणों के साथ अवरक्त सक्रिय अणु हैं, इसलिए उनके पास अवरक्त को अवशोषित करने और अवरक्त गर्मी को संरक्षित करने की क्षमता है।
वायुमंडल में मुख्य ग्रीनहाउस गैस जल वाष्प (H2O) है। जल वाष्प द्वारा उत्पादित ग्रीनहाउस प्रभाव समग्र ग्रीनहाउस प्रभाव के बारे में 60%-70% के लिए खातों, कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ₂) के बाद, जो लगभग 26% के लिए खातों, और अंय ओजोन (O₃), मीथेन (CH₄), नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O), perfluorocarbons (PFCs), हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (एचएफसी), क्लोरोफ्लोरोकार्बन (HCFCs) (SFCs), आदि है ।