يعرف التبدل المناخي بالتغير المؤثر والطويل المدى في حالة الطقس بمنطقة معينة، ويشمل معدلات درجات الحرارة، وتساقط الأمطار، وشدة الرياح.هذه التغيرات يمكن أن تحدث بسبــــب العمليــــات الديناميكيــــة الطبيعيـــــــة للأرض كالبراكيــــــن والزلازل، أو بسبب قوى خارجية كتغير شدة الأشعة الشمسية أو سقوط النيازك، أو بسبب الأنشطـــة البشرية المختلفة. وتـــؤدي وتيـــرة وحجـــم التغيـرات المناخيـــة الشاملــة علــى المــدى الطويـل، إلى تأثيرات هائلة علــى الأنظمة الحيوية الطبيعية، وتعتبر ظاهرة الاحتباس الحراري من أهـــم أسباب تغير المناخ، وهي ظاهرة يحبس فيها الغلاف الجوي بعضاً من طاقة الشمس لتدفئة الكرة الأرضية وحفظ اعتدال مناخها. ويتوفر في الغلاف الجوي طبيعياً مجموعة غازات تشكل حزام الغلاف الجوي، أهمها غاز ثاني أكسيد الكربون، وهو موجود في الغلاف الجوي بصورة طبيعية وله دورة مع غازات أخرى تعرف باسم دورة الكربون، وهي دورة يتم تبادلها في المحيط الحيوي للأرض، ويشمل الغلاف الأرضي والمائي والجوي، وفيها تجري إزالة الغازات عن طريق التربة والمحيطات والنباتات والحيوانات، ويعد هذا التوازن أمراً مهماً لتحديد مناخ الأرض.وتأتي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من مصادر طبيعية كثيرة مثل التنفس، التحلل، ثوران البراكين وغيرها من المصادر، ولكن حرق الوقود الأحفوري «الفحم، الغاز الطبيعي، النفط» للحصول على الطاقة واستخدامها في النقل وغيرها من الأنشطة البشرية، ساهم في زيادة نسبته بالغلاف الجوي، وزعزع توازن الدورة، ففي وقتنا الحاضر بلغت كمية ما تطلقه عمليات حرق الوقود الأحفوري حوالي 26 بليون طن متري سنوياً من الغازات.ويأتــــي غــــاز الميثــــان بالمرتبــة الثانية من حيث العوامل المسببة للاحتباس الحراري، وهو يشترك مع ثاني أكسيد الكربون في دورة الكربون، والميثان مع أنه أسرع تبخراً من ثاني أكسيد الكربون، إلا أنه أكثر فاعلية في حبس الإشعاع من ثاني أكسيد الكربون وزيادة قدرته على رفع درجات الحرارة. وينتج الميثان طبيعياً في بيئات لا يوجد فيها أوكسجين مثل مزارع الأرز حيث تنتج فقاعات الميثان وتدعى «غاز المستنقعات» أو «غاز البــرك»، ومن انبعاثات الأجهزة الهضمية للمواشـــي وهـــو مكـــون رئيــــس للغاز الطبيعي أحد أنواع الوقــود الأحفوري، وينجم أيضاً عن مطامر النفايات وإشغال المناجم، وساهمت الأنشطة الزراعية والصناعية وزيادة كميات النفايات في رفع تركيز هذا الغاز بالغلاف الجوي.ويأتي ضمن الغازات الدفيئة غاز أكسيد النيتروز N2O وتطلقه نيترات الأمونيوم المستخدمة كسماد على نطاق واسع بالدول الزراعية، يليه غاز الكلوروفلوروكربون «غاز التبريد» الذي حرم استخدامه بموجب معاهدة عام 1987، ورغم أن هذا المركب فعال جداً في زيادة التأثير على الاحتباس الحراري، إلا أنه يوجد بكميات ضئيلة جداً في الغلاف الجوي، كما إن منع استعماله بحسب المعاهدة يقلل وجوده على المدى الطويل، ومن الغازات الدفيئة أيضاً بخار الماء، وغاز الأوزون وكلها تسهم في تفاقم المشكلة بسبب احتباسها للحرارة.