为了评价各种温室气体对气候变化影响的相对能力，人们采用了一个被称为“全球增温潜势”（global warming potential，GWP）的参数。

全球增温潜势是某一给定物质在一定时间积分范围内与二氧化碳相比而得到的相对辐射影响值。基于充分混合的温室气体辐射特性的一个指数，用于衡量相对于二氧化碳的，在所选定时间内进行积分的，当前大气中某个给定的充分混合的温室气体单位质量的辐射强迫。

全球增温潜势表示这些气体在不同时间内在大气中保持综合影响及其吸收外逸热红外辐射的相对作用。《京都议定书》正是基于100年以上的时间跨度内脉动排放的全球增温潜势。

GWP是一种物质产生温室效应的一个指数。GWP是在100年的时间框架内，各种温室气体的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量。二氧化碳被作为参照气体，是因为其对全球变暖的影响最大。

辐射效应提供了一种简化的方式来在许多可能影响气候的因素之间互相比较，而全球暖化潜势也是一种有关辐射特性的简化指标，可以用来估测及比较许多不同气体的排放对气候系统的潜在影响。全球暖化潜势和许多因素有关，包括各种气体相对二氧化碳的辐射效率、气体的浓度及气体相对于二氧化碳，在大气中的衰减。

政府间气候变化专门委员会（IPCC）计算全球暖化潜势的数值，此数值是普遍被接受的数值，在1996年至2001年之间有轻微的变动。在IPCC第三次评估报告中有定义GWP的计算方式。一化学物质的全球暖化潜势定义为从开始释放一公斤该物质起，一段时间内辐射效应的对时间积分，相对于同条件下释放一公斤参考气体(二氧化碳)对应时间积分的比值:

其中TH是计算时的评估期间长度；ax是一公斤气体的辐射效率(单位为Wm kg-1)；x(t)则是在一公斤气体在t=0时间释放到大气后，随时间衰减之后的比例。分子是待测化学物质的积分量，分母则是二氧化碳的积分量。随着时间变化，辐射效率ax及ar可能不是常数。许多温室气体吸收红外线辐射的量和其浓度成正比，但有些重要的温室气体（如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮）红外线吸收量和其浓度成非线性的关系，而且未来也可能仍然是非线性关系。

由于全球暖化潜势是以二氧化碳的的数据为基准，且二氧化碳红外线吸收量和其浓度成非线性的关系，因此此非线性关系会影响所有气体的全球暖化潜势。若不考虑二氧化碳非线性的调整，会低估其他温室气体的全球暖化潜势。

全球暖化潜势和气体在大气中衰减的速率有关，这方面的资料多半无法得到准确的数值，其数值不能视为精确无误。因此在引述全球暖化潜势的资料时时需标注其数据的来源。

混合气体的全球暖化潜势不易计算，其数据无法用单纯将成分气体的全球暖化潜势加权后产生。

尽管衡量温室气体作用强弱的评分方法有许多，但GWP值无疑是最具参考价值的，特别是作为政策措施的依据。GWP从分子角度评价温室气体，包括分子吸收与保持热量的能力，以及能在自然环境中存在多久而不被破坏或分解（atmospheric lifetime，大气存留时间）。如此这般，就能评价每种温室气体对温室效应的影响比重。

GWP同样能够评价温室气体在未来一定时间的破坏能力，通常以20年、100年、500年来衡量。通常，由于自然的分解破坏机制，已有温室气体在大气中的浓度是逐年降低的，并且温室效应能力也一并减弱。然而某些CFC家族气体，大气存留时间相当长，并且有可能100年GWP值高于20年GWP。

按照惯例，以二氧化碳的GWP值为一，其余气体与二氧化碳的比值作为该气体GWP值。其余温室气体的GWP值一般远大于二氧化碳，但由于它们在空气中含量少，我们仍然认为二氧化碳是温室效应的罪魁祸首，温室效应60%由其引发。