地球形成早期的大氣層中幾乎並沒有氧氣，而是由甲烷、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣、氮氣與其他含量較少的氣體共同構成，其中二氧化碳曾占有很高的比例，而我們所賴以為生的氧氣，則是在藍綠菌（又稱藍綠藻）演化生成行光合作用釋放出氧氣，氧氣才陸續在大氣中大量累積。一直到了古生代泥盆紀期間，有根的維管束植物演化出來，增強了地表的化學風化作用，大氣中的二氧化碳濃度，才因大量二氧化碳結晶成為碳酸鹽類而封存在地下後，下降至與今日地球大氣相近的程度。 大氣中的二氧化碳、甲烷、水蒸氣都是溫室效應氣體，也是地球表面可以維持溫度穩定，生物得以繁衍的重要大氣效應，可是它們的多寡也決定了地表溫度的高低。人類是在最近的一百萬年才演化出現，這段時間中大氣中的二氧化碳濃度僅隨著冰期間冰期而小幅擺動，不過十八世紀工業革命之後，人類為了能源、運輸、工業等層面的需求大量燃燒化石燃料（如：煤炭、石油與天然氣等），使得大氣中的二氧化碳迅速攀升，超過了過去一百萬的自然規律下的最高值很多，這使得地表可能會在未來增溫攝氏好幾度，後果經過科學家的評析，可以知道部分地球的環境改變可能不利於人類的未來生存發展。 因此，要如何能減少二氧化碳等溫室氣體的排放來控制大氣增溫，就成為人類現在面臨的大挑戰，溫室氣體的主要排放的來源就是能源的使用，最大的用途就是用電和燃燒取熱兩項，而在我國電力有八成是燃煤、燃氣而來，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門，就須要加速溫室氣體捕捉儲存與再利用技術的佈建，另外，如何能把自然碳匯強化以增加負碳效果，也須要研發新的技術來改進。以上各種途徑的努力，都要新科技的投入才得以達成，到2050還有將近三十年的時間，現在開始努力推動減碳科技，淨零的目標是有機會可以達到的。