Energija i njezina upotreba znatno utječu na okoliš, uzrokujući zagađenja na lokalnoj i regionalnoj razini, ali i veliki svjetski problem promjene klime. Problem klimatskih promjena leži u činjenici da se većina, danas globalno korištene energije dobiva iz fosilnih goriva – ugljena, nafte i naftnih derivata te prirodnog plina, te njihovim sagorijevanjem nastaju plinovi koji uzrokuju klimatske promjene – kisele kiše i globalno zagrijavanje. Najočitije promjene koje se već dešavaju uslijed globalnog zatopljenja su otapanje i povlačenje ledenjaka, smanjenje površine leda na Arktiku i ledenog pokrova Grenlanda, kontinuirani porast razine mora zbog zagrijavanja oceana, nestanak određenih biljnih i životinjskih vrsta. Prirodne nepogode poput potresa, poplava, oluja i suša sve su intenzivnije i češće pojave sa neprocjenjivim štetama. Nove spoznaje nam pokazuju kako se velik broj seoskog stanovništva u zemljama u razvoju već suočava sa glađu, neishranjenošću i nedostatkom pitke vode.
Globalno zagrijavanje je naziv za povećanje prosječne temperature zemljine atmosfere i oceana. Ono je posljedica emisije ugljikovog dioksida i metana, tzv. stakleničkih plinova, u atmosferu većinom iz industrijskih postrojenja.
Od ukupne količine sunčeve svjetlosti koja dospije do Zemlje, 30% se reflektira natrag u svemir. Ostalih 70% apsorbiraju tlo, zrak i oceani te tako dolazi do zagrijavanja zemljine površine i atmosfere. Kako se zemaljska površina i zrak zagrijavaju, tako emitiraju toplinsko zračenje, koje najvećim dijelom završava u svemiru, što omogućava hlađenje Zemlje.
No ukoliko se koncentracija stakleničkih plinova znatno poveća, većina zemljinog toplinskog zračenja neće se emitirati u svemir. Staklenički plinovi imaju sposobnost zarobljavanja topline u zemljinoj atmosferi te dolazi do pojave tzv. efekta staklenika.
Globalno zagrijavanje je ekološki problem koji utječe na svekoliki život na Zemlji. Staklenički plinovi ostaju u atmosferi dugo – vjerojatno desetljećima. Posljedice globalnog zagrijavanja osjećamo svakodnevno, a osim porasta temperature, dolazi do promjena u biološkim procesima, topljenja ledenih santi, podizanja razine mora, promjene staništa biljaka i životinja uslijed adaptacije na nove klimatske uvjete, i dr.