地球形成早期的大气层中几乎并没有氧气，而是由甲烷、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气与其他含量较少的气体共同构成，其中二氧化碳曾占有很高的比例，而我们所赖以为生的氧气，则是在蓝绿菌（又称蓝绿藻）演化生成行光合作用释放出氧气，氧气才陆续在大气中大量累积。一直到了古生代泥盆纪期间，有根的维管束植物演化出来，增强了地表的化学风化作用，大气中的二氧化碳浓度，才因大量二氧化碳结晶成为碳酸盐类而封存在地下后，下降至与今日地球大气相近的程度。
大气中的二氧化碳、甲烷、水蒸气都是温室效应气体，也是地球表面可以维持温度稳定，生物得以繁衍的重要大气效应，可是它们的多寡也决定了地表温度的高低。人类是在最近的一百万年才演化出现，这段时间中大气中的二氧化碳浓度仅随着冰期间冰期而小幅摆动，不过十八世纪工业革命之后，人类为了能源、运输、工业等层面的需求大量燃烧化石燃料（如：煤炭、石油与天然气等），使得大气中的二氧化碳迅速攀升，超过了过去一百万的自然规律下的最高值很多，这使得地表可能会在未来增温摄氏好几度，后果经过科学家的评析，可以知道部分地球的环境改变可能不利于人类的未来生存发展。
因此，要如何能减少二氧化碳等温室气体的排放来控制大气增温，就成为人类现在面临的大挑战，温室气体的主要排放的来源就是能源的使用，最大的用途就是用电和燃烧取热两项，而在我国电力有八成是燃煤、燃气而来，因此找到新的替代能源是首要工作，除此之外其他仍有需要排放的部门，就须要加速温室气体捕捉储存与再利用技术的布建，另外，如何能把自然碳汇强化以增加负碳效果，也须要研发新的技术来改进。以上各种途径的努力，都要新科技的投入才得以达成，到2050还有将近三十年的时间，现在开始努力推动减碳科技，净零的目标是有机会可以达到的。