온실가스는 지구의 온도를 유지하는 역할을 한다. 대표적인 온실가스는 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 수소불화탄소(HFCs), 과불화탄소(PFCs), 육불화황(SF6)이다. 지구온난화는 석탄, 석유 등 화석연료의 과도한 사용 등으로 인위적인 온실가스가 많이 배출되었고, 이로 인해 대기 중 온실가스 농도가 많이 증가했기 때문이다. 세계 온실가스 배출량은 1970~2010년 동안 계속해서 증가했다. 인구증가와 경제성장의 영향으로 증가했고 2000~2010년간 배출량이 역사상 가장 많았다. 온실가스는 에너지, 산업공정, 농업, 토지이용 변화와 임업, 폐기물 부문에서 배출되고 있다. 세계 온실가스 배출량은 부문별로 보면, 에너지 부문이 전체 온실가스 배출량의 약 73%로 가장 많은 비중을 차지한다. 다음으로 농업이 11.8%, 토지이용의 변화가 6.5%, 산업공정은 5.6%, 폐기물이 3.2%의 비중을 차지하고 있다.

인류는 석탄을 활용하면서부터 가축을 활용한 에너지나 자연에너지를 훨씬 뛰어넘는 동력원을 가지게 되었다. 특히 석탄을태워서 동력을 얻는 증기기관이 발명되고 획기적으로 개량되면서 기술문명이 단기간에 급속도로 발전하게 되었다. 20세기에 들어서는 석유를 본격적으로 사용하게 되면서 기술문명의 발전 속도는 더욱 가파르게 증가했다. 특히 석유를 연료로 하는 자동차의 등장은 놀라운 변화를 만들어냈고 석유와 자동차, 도로는 서로 연결되고 성장하면서 상품 교역과 노동력의 이동 등이 훨씬 수월해졌다. 20세기는 전기의 시대라고 할 수 있다. 전기 발명 초기에는 석탄을 연료로 전기를 생산하기 시작했고 수력, 석유, 천연가스 등을 이용하는 방식이 개발되었다. 20세기 중반에는 가장 논란이 많은 기술인 원자력을 이용해 전기발전을 하게 되었다. 전기의 용도와 소비량도 급격히 늘어나면서 현대문명 자체를 의미하는 것으로 받아들여졌다. 초기에는 등불을 대체할 목적으로 전기가 이용되었지만, 이제는 난방과 교통과 같은 전통적인 에너지 서비스를 위해서 이용되고 있을 뿐만 아니라 전자통신 등과 같은 새로운 분야에서도 필수가 되었다. 세계 에너지 소비는 앞으로 계속 증가할 것이다. 세계 에너지 소비는 인구증가와 도시화 가속화, 경제성장 등으로 2017~2040년 기간 동안 25% 이상 증가하는 것으로 전망되었다.