Šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikis yra dėl jų gebėjimo absorbuoti infraraudonuosius spindulius (tam tikrą šiluminę spinduliuotę). Šiltnamio efektą sukeliančių dujų gebėjimą absorbuoti infraraudonuosius spindulius lemia jų molekulinė struktūra. Molekulėje yra nepolinių kovalentinių ryšių ir poliarinių kovalentinių ryšių. Molekulės taip pat skirstomos į poliarines molekules ir nepolines molekules. Molekulinio poliškumo stiprumas gali būti išreikštas dipole momentu μ. Tik vibracijos su besikeičiančiomis dipolio akimirkomis gali sukelti pastebimus infraraudonųjų spindulių absorbcijos spektrus. Molekulės su dipolės akimirkomis yra infraraudonųjų spindulių aktyvios; o molekulinė vibracija, kurios Δμ=0, negali sukelti infraraudonųjų spindulių vibracijos absorbcijos, jos yra ne infraraudonųjų spindulių. [1] Kitaip tariant, šiltnamio efektą sukeliančios dujos yra infraraudonųjų spindulių aktyviosios molekulės su dijolio akimirkomis, todėl jos gali absorbuoti infraraudonuosius spindulius ir išsaugoti infraraudonųjų spindulių šilumą.
Pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos atmosferoje yra vandens garai (H2O). Vandens garų sukeliamas šiltnamio efektas sudaro apie 60–70 % viso šiltnamio efekto, anglies dioksidas (CO₂), kuris sudaro apie 26 %, o kitas – ozonas ( O₃), metanas (CH₄), azoto oksidas (N₂O), perfluorangliavandeniliai (PFC), hidrofluorangliavandeniliai (HFC), chlorfluorangliavandeniliai (HFC) ir sieros heksafluoridas (SF6) ir kt.