Växthuseffekten av växthusgaser beror på deras förmåga att absorbera infraröd (en slags termisk strålning). Växthusgasernas förmåga att absorbera infraröda strålar bestäms av deras molekylära struktur. Det finns icke-polära kovavbindningar och polära kovavbindningar i molekylen. Molekyler är också indelade i polära molekyler och icke-polära molekyler. Styrkan i den molekylära polariteten kan uttryckas av det dipolögonblick μ. Endast vibrationer med föränderliga dipolmoment kan orsaka observerbara infraröda absorptionsspektra. Molekyler med dipolögonblick är infraröda aktiva; Medan molekylära vibrationer med Δμ=0 inte kan producera infraröd vibrationsabsorption, är de icke-infraröda aktiva. [1] Med andra ord är växthusgaser infraröda aktiva molekyler med dipolögonblick, så de har förmågan att absorbera infraröd och bevara infraröd värme.
Den största växthusgasen i atmosfären är vattenånga (H2O). Växthuseffekten som produceras av vattenånga står för cirka 60-70% av den totala växthuseffekten, följt av koldioxid (CO₂), som står för cirka 26%, och den andra är ozon ( O₃), metan (CH₄), lustgas (N₂O), perfluorkarboner (PFC), fluorkolväten (HFC), klorfluorkarboner (HCFC) och svavelhexafluorid (SF6), etc.