大气效应又称大气保温效应。因地球大气对太阳短波辐射基本透明，而对地表长波辐射具有强烈的选择吸收，大气吸收了长波辐射，同时又放射长波辐射，其中一部分逸向太空，另一部分又返回地表和低层大气，从而使有大气存在时地表的实际温度高于无大气存在时地表的平均温度。大气层的这种增温作用即为大气效应。根据辐射平衡理论，若把地球看作黑体，在没有大气存在时由斯忒藩一波尔兹曼定律计算的地表平均温度为255°K，但实际测量的地面温度平均为15℃左右（约288°K）。可见，地球大气的存在使地表平均温度提高数十度。过去也把大气的这种作用称为温室效应，但研究表明，温室的保温作用与大气的保温机制并不完全相同，大气中不存在温室覆盖物那种切断对流热交换的作用。导致大气效应的大气成分除二氧化碳和水汽外还包括甲烷和一氧化二氮等微量气体。人类活动引起的大气中二氧化碳等气体含量的增加，将会加剧大气效应的幅度，并可能导致气候与环境的一系列变化。