Korzystanie z energii ma znaczący wpływ na środowisko – powoduje jego zanieczyszczenie w skali lokalnej i regionalnej, a także przyczynia się do tzw. globalnego ocieplenia klimatu. Wynika to z faktu, iż większość zużywanej dziś na świecie energii pochodzi z tzw. paliw kopalnych – ropy naftowej, gazu ziemnego, węgla i ich produktów ubocznych. Paliwa te poddawane są procesom spalania (np. w elektrowniach lub silnikach samochodów), podczas których emitowane są zanieczyszczenia gazowe, w tym tzw. gazy cieplarniane. To właśnie one odpowiadają za ocieplanie się klimatu.
Pod pojęciem globalnego ocieplenia rozumiemy wzrost średniej temperatury na Ziemi, będący reakcją na zwiększoną emisję dwutlenku węgla, metanu i innych gazów cieplarnianych, głównie z dużych zakładów przemysłowych. Najbardziej oczywistą konsekwencją globalnego ocieplenia jest topnienie lodowców i zmniejszanie się pokrywy lodowej Arktyki i Grenlandii, a także stałe podnoszenie się poziomu mórz i oceanów wskutek ich coraz wyższej temperatury. Wszystko to prowadzi do wymierania gatunków roślin i zwierząt oraz coraz częstszego występowania katastrof naturalnych, takich jak trzęsienia ziemi, gwałtowne burze czy susze, które powodują spore straty i zniszczenia. Niedawne badania pokazują też, iż w wielu rejonach świata ludzie żyjący na terenach rolniczych narażeni są na głód, niedożywienie czy problem z dostępem do wody pitnej. Globalne ocieplenie jest więc problemem ekologicznym, który wpływa na życie na całej Ziemi. Wyemitowane gazy cieplarniane pozostają w atmosferze na długo – najprawdopodobniej przez całe dekady – a my codziennie doświadczamy skutków tego zjawiska.
Spośród całego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi 30% jest odbijane z powrotem do przestrzeni kosmicznej, a pozostałe 70% pochłaniane przez grunty, powietrze i oceany ogrzewając powierzchnię i atmosferę Ziemi. W miarę ich ogrzewania część wytworzonego ciepła jest także uwalniana do przestrzeni kosmicznej, co z kolei pozwala Ziemi się schłodzić. W efekcie średnia temperatura na Ziemi jest w miarę stała.
Jednakże z uwagi na rosnącą koncentrację gazów cieplarnianych, które utrudniają ucieczkę ciepła do przestrzeni kosmicznej, większa jego część pozostaje uwięziona w atmosferze, prowadząc do globalnego ocieplenia. Jest to duży problem ekologiczny, który wpływa na życie na całej naszej planecie. Gazy cieplarniane pozostają w atmosferze na długo – najprawdopodobniej przez całe dekady – a my codziennie doświadczamy tego skutków, np. obserwując zmiany w naturalnych siedliskach wielu gatunków zwierząt i roślin czy problemy z ich aklimatyzacją do nowych warunków klimatycznych.