Có những chất khí cũng chặn giữ sức nóng trong khí quyển như là nhà kính nên được gọi là khí nhà kính. Có bốn chất khí nhà kính chính.
- Cacbon đioxit (Carbon dioxide CO2), đây là chất khí sinh ra khi đốt than, hơi đốt, dầu, các chất thải rắn, gỗ, hay một số phản ứng hóa học. Tuy nhiên cacbon đioxit cũng được cây cối trong quá trình quang hợp (photosynthesis) hấp thu.
- Mêtan (Methane CH4), chất khí mêtan phát sinh ra trong quá trình sản xuất và chuyên chở than đá, hơi đốt và dầu hỏa. Khí mêtan còn do trâu bò và các chất thải hữu cơ sinh ra.
- Nitơ ôxít (nitrous oxide N2O), chất khí này phát sinh ra trong những quá trình trong nông nghiệp và kỹ nghệ cũng như khi đốt nhiên liệu hóa thạch (fossil fuel) và chất phế thải rắn.
- Chất khí có thêm flo (Flourinated gas), những chất khí này là chất nhân tạo phát sinh ra trong những quá trình kỹ nghệ. Tuy là ít, nhưng những chất này giữ nhiệt rất hữu hiệu.
Ngoài các chất khí trên hơi nước trong khí quyển cũng là một chất hấp thu năng lượng mặt trời và là một chất khí nhà kính. Nhưng hơi nước khác với những chất hóa học kể trên. Phản ứng của những chất hóa học ấy không thay đổi đối với nhiệt độ hay áp suất không khí. Ngược lại, hơi nước có ảnh hưởng tương tác với khí hậu.
Nước ấm bay hơi nhanh hơn nước lạnh. Khi mặt nước biển ấm lên thì hơi nước bốc hơi nhiều hơn và làm tăng hiệu ứng nhà kính. Nhưng khi hơi nước nguội lại thì hóa thành những giọt nước li ti, đó là mây. Mây phản chiếu một phần ánh sáng mặt trời ra ngoài không gian, làm cho bớt hiệu ứng nhà kính. Đó là một vòng luẩn quẩn. Hiện nay các nhà khoa học vẫn không xác định được là nhiều hơi nước hơn trong bầu không khí làm cho khí hậu nóng hơn hay lạnh hơn.