Ba vấn đề lớn mang tính chất toàn cầu đối với môi trường hiện nay là hiệu ứng nhà kính, phá hoại tầng ozôn và mưa axit.
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ “effet de serre” trong tiếng Pháp, do nhà toán học người Pháp Jean Baptiste Joseph Fourier lần đầu tiên đặt tên vào năm 1824 thông qua một vụ nổ mạnh trong khí quyển làm nhiệt độ của một vùng tăng lên. Năm 1827, Joseph Fourier đưa ra nguyên lý giải thích hiện tượng hiệu ứng nhà kính gây được sự quan tâm lớn của giới khoa học. Theo đó, hiệu ứng nhà kính dùng để chỉ hiệu ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng Mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng.
Hiệu ứng nhà kính diễn ra khi khí quyển chứa khí đã hấp thụ tia cực quang. Hơi nóng từ Mặt trời xuống Trái đất đã bị giữ lại ở tầng đối lưu, tạo ra hiệu ứng nhà kính ở bề mặt các hành tinh hoặc các vệ tinh.
Qua nghiên cứu, các nhà khoa học giải thích: Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất và mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO₂ hấp thu làm cho không khí nóng lên. CO₂ trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn. Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất sẽ xuống tới -230C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 150C.
Ngoài CO₂ còn có metan, ozôn, các halogen và hơi nước cũng có tác dụng quan trọng gây hiệu ứng nhà kính. Cùng với sự phát triển dân số và công nghiệp với tốc độ cao, CO₂ thải vào khí quyển cũng tăng theo. Rừng lại bị chặt phá quá mức nên lượng CO₂ ngày càng tăng, hiệu ứng nhà kính do đó tăng theo không ngừng. Theo phân tích trong 200 năm qua, nồng độ CO₂ đã tăng lên 25%, nhiệt độ trung bình của Trái đất tăng lên 0,50C. Ước tính đến giữa thế kỷ 22, bề mặt Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 - 4,50C, trong đó nhiệt độ ở vĩ độ trung và cao tăng lên càng nhiều.
Hậu quả của hiệu ứng nhà kính rất nghiêm trọng. Trước hết là làm cho sinh thái biến đổi lớn, sa mạc ngày càng mở rộng, đất đai bị xói mòn, rừng càng lùi thêm về vùng cực, hạn hán nặng, lượng mưa tăng thêm 7 - 11%. Mùa đông càng ẩm, mùa hè càng khô. Vùng nhiệt đới càng ẩm ướt, vùng khô á nhiệt đới càng hạn, khiến cho các công trình thủy lợi phải điều chỉnh lại. Khu vực ven biển sẽ bị thiên tai đe dọa khủng khiếp. Vì nhiệt độ tăng lên, những tảng băng ở vùng cực sẽ tan chảy làm cho mặt biển tăng cao hơn 1 m. Có nhà khoa học cho rằng, vì nhiệt độ tăng lên sẽ làm cho thể tích nước giãn nở, mặt nước biển sẽ dâng cao 0,2 - 1,4 m. Hiện nay có 1/3 dân số thế giới sống ở vùng ven biển, vùng này cũng là nơi phát triển công nông nghiệp, nếu mặt biển dâng cao sẽ tràn ngập nhiều thành phố và bến cảng.
Trái đất nóng lên đã làm cho toàn thế giới phải quan tâm. Tháng 11/1988, Đại hội Liên hợp quốc đã ra nghị quyết, nêu rõ các khí CO₂ vẫn đang tiếp tục tăng, rất có thể làm cho Trái đất nóng lên, mặt biển dâng cao mang lại tai họa cho nhân loại và kêu gọi toàn thế giới cố gắng "bảo vệ khí hậu vì con người hiện nay và mai sau".
Bởi vậy, khi chúng ta phát triển sản xuất công nghiệp, trước hết cần phải tích cực xử lý ô nhiễm không khí, nghiên cứu công nghệ chuyển hóa CO₂ thành chất khác, ngăn chặn các khí metan, halogen, clo, flo... thải vào không khí.
Bên cạnh đó, phải bảo vệ tốt cây rừng, tích cực trồng cây gây rừng, làm cho CO₂ chuyển hóa thành chất dinh dưỡng thông qua tác dụng quang hợp của cây xanh.
Cuối cùng, bằng mọi cách làm giảm lượng tiêu hóa năng lượng dầu mỏ và than, cố gắng áp dụng năng lượng hạt nhân, năng lượng Mặt trời, năng lượng nước và gió để giảm bớt lượng CO₂ thải vào không khí.