이름에서부터 알 수 있듯이 온실 효과는 대기를 가진 행성에서 일어나며, 행성의 표면 온도를 대기가 없을 때보다 높여준다. 우리가 아는 온실은 투명한 유리벽과 문 그리고 지붕이 가시광선을 통과시켜 온실 안의 물체에 닿아 열로 변환시킨다. 열은 보이지 않는 적외선으로 바뀌어 온실 밖으로 빠져나가려 하지만, 유리가 적외선을 차단한다. 따라서 열은 온실 안에 쌓이게 되어 온실 내부의 기온은 외부의 공기보다 훨씬 따뜻해진다. 행성 표면에서 온실 효과가 일어날 때 행성 대기 안의 기체는 마치 온실의 유리처럼 적외선이 행성의 표면을 빠져나가는 것을 막는다. 이산화탄소와 수증기는 열을 매우 효과적으로 가두어두는 기체다. 따라서 이들을 많이 포함한 두꺼운 대기는 다른 대기에 비해 훨씬 온도가 높다.