包含在大气内，能允许太阳短波辐射透入大气底层，并阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层，从而使大气温度保持在比没有含这类气体时为高的程度的气体。种类很多，主要有二氧化碳、水汽、甲烷、一氧化二氮、氟里昂等。这类气体含量在大气中增多，会促使气候增暖。在20世纪初期前，人们不知大气保温气体的作用，仅笼统地认为大气本身具有与温室（花房）玻璃相似的保温效应。后来，人们发现大气保温气体，就把这类气体视为具有温室保温效应的气体，就简化称之为“温室气体”。实验（参见“大气保温效应”）证明，大气保温效应与温室保温效应并不相同，所以称“温室气体”已失去科学依据。另外，“温室气体”一词，易被误认为“在温室中之气体”，也不确切。只是因为它的使用时间已久，有一定影响，故只能将“温室气体”一词作为“大气保温气体”的俗称。