Les trois causes principales sont les suivantes :
l’emploi des combustibles fossiles,
la modification de l’occupation des sols (déforestation etc.)
et l’agriculture.
Concernant l’utilisation des combustibles fossiles par exemple, le GIEC estime que la demande mondiale en énergie s’est accrue de 2% par an depuis presque deux siècles. En 1990 [1], elle s’élevait à 385 EJ [2] d’énergie primaire consommée, entraînant le dégagement de 6 GtC sous forme de CO2, avec la répartition suivante :
| Activité | Emissions (GtC) | % |
| Consommation finale de l’énergie | 3,7 | 62 |
| Conversion et distribution de l’énergie | 2,3 | 38 |
Tableau 2 : Répartition des émissions de CO2 dans le monde (Source : GIEC 1995)
| Secteur | Emissions (GtC) | % |
| Industrie | 2,7 | 45 |
| Habitation ou locaux commerciaux | 1,7 | 29 |
| Transports | 1,3 | 21 |
Tableau 3 : Répartition des émissions de CO2 dans le monde (Source : GIEC 1995)

Figure 10 : Répartition des émissions de CO2 duse aux processus industriels dans le monde (Source : UNEP / GRID, 2000)

Figure 11 : Répartition des émissions de CO2 dues à la déforestation dans le monde (Source : UNEP / GRID, 2000)
Il subsiste de grandes incertitudes sur l’impact de la déforestation, de l’ordre d’un facteur 3, même si on considère que c’est la deuxième source de GES en quantité.
| Gaz | Principales sources |
| Méthane | culture du riz, fermentation entérique des herbivores, déchets organiques. |
| Protoxyde d’azote | engrais, déchets. |
| CFC | climatisations, réfrigérateurs. |
Tableau 4 : principales sources anthropiques de gaz à effet de serre (Source : GIEC 1995)
On remarque que la contribution humaine est proportionnellement très faible dans le cycle du carbone : les échanges naturels entre les compartiments terrestres, océaniques et atmosphériques sont de l’ordre de 100 fois plus importants que les quantités émises par les activités humaines.
Par ailleurs, si le lieu d’émission importe peu au point de vue climatique, on l’a vu, il importe beaucoup au point de vue de la responsabilité. L’espace géopolitique terrestre, les territoires humains, ne sont pas ordonnés de la même manière que l’espace biophysique. Les émissions humaines sont très inégalement réparties dans le monde.

Figure 12 : Le cycle du carbone actuel (Source : UNEP / GRID, 2000)
Les émissions sont aujourd’hui approximativement de 1,1 tC en moyenne par an et par habitant terrestre, avec de fortes disparités. Ajoutons qu’en termes de responsabilité, ceci ne rend pas compte de l’ensemble des facteurs puisqu’il faudrait aussi examiner l’histoire du problème, le changement climatique étant causé par une accumulation de gaz à effet de serre et non par les seules émissions actuelles. Une partie du CO2 présent dans l’atmosphère a été émis au début de la révolution industrielle en Europe... et a des conséquences sur l’ensemble de la planète.

Figure 13 : Les émissions par tête selon les Etats - monde (Source : GRID/UNEP, 2000).
[1] J. Darmstater, The Energy-CO2 Connection : A Review of Trends and Challenges, May 2000, Resources For the Future, Background Paper.
[2] EJ : hexajoules, soit 1016 joules