Een broeikasgas is een gas dat bijdraagt aan het broeikaseffect en dus een aandeel heeft in de opwarming van de aarde en de klimaatverandering. Er zijn diverse soorten broeikasgas te onderscheiden, waaronder koolstofdioxide, methaan, distikstofmonoxide en ozon. Deze gassen komen van nature ook al voor in de atmosfeer, maar door de uitstoot van menselijke producten en processen is de hoeveelheid broeikasgassen aanzienlijk toegenomen met alle gevolgen van dien.
Broeikasgas heeft een aardeopwarmingsvermogen. Dit vermogen wordt vaak uitgedrukt in CO2-equivalenten: oftewel de equivalente concentratie CO2. Alhoewel koolstofdioxide (CO2) het meest wordt gerelateerd aan het broeikaseffect zijn er talloze andere gassen die niet alleen een bijdrage leveren aan het broeikaseffect, maar ook nog eens een veel sterker effect hebben. Andere belangrijke broeikasgassen met meer aardeopwarmingsvermogen dan CO2 zijn methaan (CH4), distikstofoxide (N2O), waterdamp (H2O), Zwavelhexafluoride (SF6), Ozon (O3) en Chloorfluorkoolstofverbindingen (CxFyClz).
Omdat deze gassen van nature ook al in de atmosfeer voor komen en daar de aarde verwarmen is er eigenlijk op aarde altijd al sprake van een broeikaseffect. Wanneer we spreken van de problematische toename van deze gassen in de atmosfeer dat leidt tot klimaatverandering hebben we het eigenlijk over het versterkte broeikaseffect. De huidige mate van opwarming van de aarde is op zijn zachtst gezegd problematisch te noemen en begon al tijdens de industriële revolutie toen we meer fossiele brandstoffen gingen gebruiken op grotere schaal. Dat in combinatie met factoren als ontbossing en intensieve veeteelt leidt tot een enorme toename van broeikasgassen, wat weer leidt tot een verdere opwarming van de aarde. Klimaatsceptici stellen dat de opwarming van de aarde een natuurlijk proces is en dat er geen of slechts weinig sprake is van een bijdrage door menselijk handelen. Het is zeker zo dat schommelingen in de temperatuur en de broeikasgasgehaltes van nature voorkomen op aarde, maar de huidige hoeveelheid broeikasgassen en de huidige temperatuurstijging zijn niet te verklaren aan de hand van deze natuurlijke mechanismen en de bijdrage van menselijke productie en processen zijn aantoonbaar van invloed op deze toename.