全球暖化（英語：global warming），或稱全球變暖，指的是在一段時間中，地球的大氣和海洋因溫室效應而造成溫度上升的氣候變化，為公地悲劇之一，而其所造成的效應稱之為全球暖化效應。
在1906至2005年間，全球平均接近地面的大氣層溫度上升了攝氏0.74度。普遍來說，科學界發現過去50年可觀察的氣候改變的速度是過去100年的雙倍，因此推論該時期的氣候改變是由人類活動所推動。
二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。正是全球暖化的人為因素中主要部分。據資料顯示 ，大氣中一氧化二氮（N2O)的含量比18世紀中葉（1750年）工業革命開始從275ppbv增加到310ppbv，二氧化碳（CO2）的含量從280ppmv增加到360ppmv，甲烷（CH4）從700ppbv增加到1720ppbv，這些增長趨勢主要緣於人類的活動。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等都增強了溫室效應。自從1950年，太陽輻射的變化與火山活動所產生的變暖效果比人類所排放的溫室氣體的還要高。這些結論得到30多個來自八大工業國家的研究團體所確認。
全球性的溫度增量帶來包括海平面上升和降雨量及降雪量在數額上和樣式上的變化。這些變動也許促使極端氣候（extreme weather）事件更強更頻繁，譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍捲風。除此之外，還有其它後果，包括更高或更低的農產量、冰河撤退、夏天時河流流量減少、物種消失及疾病肆虐。預計全球暖化所因致事件的數量和強度；但是很難把這些特殊事件連接到全球暖化。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命[10]，很多研究集中在2100年或之前的時間。但是無論氣候變化的成因或結果為何，許多人是非常關心的；對於應付預言後果的政策應該如何實施，引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果。
氣候系統的改變來自自然或內部運作及對外來力量的改變作出的反應。這些外來力量包括了人為與非人為因素，譬如太陽活動、火山活動及溫室氣體。多名氣候學家同意地球近年來已經變暖。近代氣候轉變的成因仍然是活躍的研究範疇，但是科學界的共識指出溫室氣體是全球暖化的主因。可是，科學界外仍然對此結論有爭議。不過暖化的主要因素是太陽輻射線增強，及地球已在適居線邊緣，溫室氣體只占其中的一小部分。
在地球大氣層排放二氧化碳及甲烷，而其他情況不變下，會促使地面升溫，溫室氣體產生天然的溫室效應。如果沒有它，地球溫度會比現在低攝氏30度，使地球不適合人類居住。因此，在支持與反對這套變暖理論之間爭辯是不正確的，反而應該側重於大氣層中二氧化碳及甲烷含量的增加所產生的最終效果，什麼時候應該促進或什麼時候才同意使之緩和。
舉一個重要的回饋過程的例子，就是冰反照率回饋。大氣層中增加二氧化碳暖化了地球表面，導致兩極冰塊溶解。陸地與開放水域便佔據更多的地方。兩者比冰的反射還要少，所以吸收了更多太陽輻射。這樣使變暖加劇，到頭來促使更多冰塊溶化，循環不斷持續。
因為地球的熱力慣性與對其他間接效應的緩慢反應，地球現今的氣候在不斷增加的溫室氣體下變得不平衡。氣候行為研究指出，縱使溫室氣體維持現今的水平，全球平均溫度可能仍然會上升攝氏0.5至1度。
大氣層中的溫室氣體主要包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物、臭氧。
燃料類造成的排放比較
溫室氣體對於太陽的短波輻射來說是透明的。可是，它們卻吸收了來自地球發放的（黑體輻射）部份長波的紅外線輻射。這樣使地球難以降溫。它們能暖化地球多少是以全球暖化勢能作指標。
大氣層中二氧化碳及甲烷的濃度自1750年比前工業化水平（280百萬分率）分別上升了31%與149%。而現在的水平已經長期高於380百萬分率,並即將突破400ppm。從冰芯中提取可靠的數據指出，與過去65萬年的作比較，這是個明顯的飆升。從一些非直接的地質學證據，有理由相信過去4000萬年的二氧化碳含量比較高。在過去的20年中，大約四分之三的人為的二氧化碳排放都是燃燒化石燃料。其他的人為排放都是土地使用方面，特別是砍伐森林。
1958年在夏威夷大島海拔約3400公尺的毛納洛峰上對二氧化碳混合比率展開了最漫長的連續的儀器測量。從此以後，人們發現每年的測量結果不斷攀升，如基林曲線（Keeling Curve）顯示，數值由當初的315百萬分率上升至2006年超過了380百萬分率，升幅大約是21%。結果顯示二氧化碳含量在每個月出現輕微季節性變動而整體上全年是不斷上升。
甲烷是天然氣的主要組成部分，大部分由生物生產和從天然氣管道和其它基礎設施洩漏出來。一些甲烷的生物來源是自然的，譬如白蟻。可是其他來源則是由人類農業活動增加而帶動的，例如稻米的耕種。最近的證據顯示，森林也許是甲烷的來源。如果屬實，這會是對天然溫室效應的額外貢獻，而不是人為溫室效應的。
雖然實際的趨勢軌線視乎不確定的經濟、社會、科技及自然發展，預期未來的二氧化碳水平將因為使用化石燃料而持續攀升。政府間氣候變化專門委員會的《排放情況的特殊報告》羅列出很多不同的二氧化碳情況，在2100年可以達致由541至970百萬分率的水平。如果煤與焦油被廣泛地採用，現時的化石燃料儲備是有能力實現這個水平並且在2100年後繼續排放。
全球的主要人為排放的溫室氣體是來自燃燒燃料。餘下的大部分來自「短暫的燃料」（生產與運送中耗用的燃料）、工業及農業體增多。生產中的排放。在1990年，他們的比重分別是5.8%、5.2%和3.3%。當前的數據都可以作比較。大約17%來自發電時所耗用的燃料。很少來自大自然與人為生物來源，大約只有6.3%來自農業所產生的甲烷和氧化亞氮。
正回授效果會導致更多溫室氣體的來源。譬如從西伯利亞永久凍土中的泥煤田釋放的甲烷可能多達7百億噸。注意人類排放的污染物如硫酸鹽氣溶膠有冷卻的作用。雖然被干擾的自然循環可能導致二十世紀中期的溫度記錄中所見的高原，但那些人類排放的污染物在某個程度上也引致同樣的溫度記錄。
大氣中的溫室氣體主要包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氟氯碳化物、臭氧。
太陽是地球的能量來源，舉凡生物的生長、大氣和海洋的運動、水的循環等等，驅動能源都來自太陽。太陽送達的能量，地球能留下多少，主要決定於「溫室效應強度」和「地球反照率」兩個因素。
我們可以把大氣想像成一層鏤空花毯，遮蓋著地表。從太陽來的能量，一部份穿透這層毯子被地球吸收，一部份被毯子吸收，還有一部份則被毯子和地球反射回太空，沒有被地球吸收。反射能量與總入射量的比例，就是「地球反照率」。毯子鏤的花就好像大氣裏的雲，雲同時具有吸收和反射太陽輻射的能力，吸收量約占總入射量的19%，反射量則占20%左右，因此對地球表面來說，雲具有冷卻的效果。
大氣沒有不斷變冷，是因為有「溫室氣體」。溫室氣體能吸收地球表面的輻射能量，吸收後再向四面八方散熱，使近地表大氣保持溫暖，這種現象就是氣候學所稱的「溫室效應」
雲也具有吸收地表長波輻射的溫室效力。如果沒有溫室氣體，地球表面平均溫度 會從現在的攝氏14度下降到零下19度。溫室效應愈強，地球表面的溫度愈高。
氣候變遷是指氣候在一段時間內的波動變化，一段時間也可能是指幾十年或幾百萬年，波動範圍可以是區域性或全球性的，其平均氣象指數的變化。目前對氣候變遷討論最多的是關於環境政策對當代氣候的影響，也就是說人為因素對氣候的影響，尤其是關於全球暖化問題。
溫室氣體的來源
1.二氧化碳
自然過程，如光合作用、呼吸作用、衰變和海面氣體交換，導致陸地與大氣，以及海洋與大氣間二氣化碳的大規模交換。人類活動排放的二氣化碳有75%以上是由化石燃料的燃燒（加上水泥生產的少部分影響）產生的。其餘部分則是由土地利用變化（主要是毀壞森林）引起的。
太陽是地球最主要的外來能源，太陽活動不論長期或短期的變化，都能影響地球的氣候。
在地球古代時期，太陽輻射只相當現在的70%，當時理論上地球不可能有液態水存在，但考古證明卻相反，在冥古宙 和太古宙 時期，是太陽年輕時期， 這種現象可能是因為當時地球的大氣組成存在大量的溫室氣體， 經過40億年後，太陽輻射增強，地球的大氣組成也變化了，主要是氧的成分迅速增加，不過如果太陽依照恆星的成長規律繼續變化，輻射還會逐漸增加，還會對地球氣候產生影響，太陽最終會形成紅巨星，然後成為白矮星死亡，當太陽變成紅巨星時，可能地球已經會被太陽吞噬而消亡。
但太陽短期的輻射變化，如11年一個周期的黑子活動變化，和更長一些的20多年輻射變化周期，也對地球氣候有影響，11年的周期變化會對平流層的氣溫產生約1.5 °C的影響，使高緯度更冷，低緯度更熱。可能是由於赤道附近輻射增強，造成將平流層熱風向對流層驅逐，根據從1900年到1950年氣溫變化的觀察，也許這種變化是引發小冰河時期出現的原因。 太陽輻射的變化，現在人類尚沒有完全研究明白，這種變化是隨著太陽的年齡也在變化，有的研究認為全球暖化和太陽的輻射變化也有關。
