کارشناسان و محققان حوزه تغییرات آب وهوا می‌توانند محاسبه کنند که عوامل مختلف چقدر گرما ایجاد می‌کنند و این گرما چگونه در جو زمین باقی مانده است. این بررسی با استفاده از ظرفیت‌های علوم شیمی و فیزیک و دادن اطلاعات جمع‌آوری‌شده به شبیه‌ساز‌های رایانه‌ای انجام شده است که در مجموع روند تغییرات آب و هوایی را با دقت به تصویر کشیده و امکان ارزیابی دقیق آن را فراهم می‌سازد.
نخستین و تکراری‌ترین مظنون طبیعی در افزایش گرمای زمین، خورشید است. خورشید زمین را به طور کلی گرم می‌کند و هر سال حدود ۱۳۶۱ وات گرما در هر مترمربع فراهم می‌کند. این یک خط پایه است که با تعادل ظریفی، امکان زندگی روی زمین را فراهم می‌کند. اما نکته این است که تغییرات در انرژی حاصل از تابش خورشید، حداقل بوده است. دانشمندان محاسبه کرده‌اند که تغییرات در انرژی حاصل از تابش خوشید، حدود یک دهم وات در مترمربع است.
اما از سوی دیگر دی‌اکسید کربن ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی در فعالیت‌های انسانی، اکنون گرمایی تا سطح ۲.۰۷ وات در هر مترمربع ایجاد می‌کند که این گرما در جو زمین به دام می‌افتد.
بنابر اعلام آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا، تغییرات در میزان گرمای ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی، بیش از ۲۰ برابر تغییرات در گرمای ناشی از تابش خورشید است.به علاوه متان نیز یکی دیگر از گاز‌های قدرتمند است که نیم وات گرما را در هر مترمربع به دام می‌اندازد.
آژانس فضایی آمریکا (ناسا) در محاسبات خود به این نتیجه رسیده که بعید است خورشید باعث روند گرم‌تر شدن زمین در طول قرن گذشته شده باشد.
در عین حال دیگر مظنونان طبیعی در رابطه با گرم شدن زمین، آتشفشان‌ها و پرتو‌های کیهانی هستند. محققان بازهم با بررسی مدل‌های رایانه‌ای به این نتیجه رسیده‌اند که در طول ۱۵۰ سال گذشته، گرم‌تر شدن زمین ربطی به این دو عامل نداشته است.
به نوشته روزنامه ایندیپندنت، در این میان داده‌های "اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا"، افزایش سطح دی‌اکسید کربن در جو زمین را نشان می‌دهد. علاوه بر این، داده‌های مربوط به یخ جمع‌آوری‌شده از روی یک آتشفشان هاوایی که به هزاران سال پیش برمی‌گردد، نشان‌دهنده همین نتیجه است. بنا به این داده‌ها، در گذشته کربن-۱۲ بیشتری در قیاس با با کربن-۱۳ و کربن-۱۴، در جو زمین وجود داشته است، ولی در دهه‌های اخیر میزان کربن‌های ۱۳ و ۱۴ در جو زمین بیشتر شده است.
کربن-۱۲ در اصل کربن فسیلیِ شکل‌گرفته از زمان‌های دور است. بنابراین، این تغییر یعنی بیشتر شدن کربن‌های ۱۳ و ۱۴ در جو زمین نسبت به کربن ۱۲ به محققان می‌گوید که کربن کنونی موجود در هوا در مقایسه با کربن طبیعی، عمدتا ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی است، یعنی سوزاندن زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی بیشتر که از فعالیت‌های انسانی ناشی می‌شود.
بیش از ۳۰ سال است که محققان از سراسر جهان هر چند سال یک بار با هم کار کرده‌اند تا گزارشی در مورد تغییرات آب و هوایی و آنچه باعث آن می‌شود، تهیه کنند.آن‌ها با هر گزارشی که تهیه می‌کنند، مطمئن‌تر می‌شوند که تغییرات آب و هوایی ناشی از فعالیت‌های انسانی است.
این گروه از محققان در آخرین نسخه از گزارش خود گفته‌اند: آشکار است که اقدامات انسان، جو، اقیانوس‌ها و زمین را گرم‌تر کرده است.