温室气体指大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射红外辐射的一些气体。这些气体把地球本该逸散的热量又反射回来，就像给地球盖上一层被子，产生温室效应，使地球气候变暖。蒸汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、氧化亚氮（N2O）、氟里昂、甲烷（CH4）等都是地球大气中主要的温室气体。一般认为二氧化碳的温室效应最强，是全球气候变暖的罪魁祸首。有些人认为温室气体一直存在，全球变暖是一个自然过程。但很显然，近年来大气中的温室气体浓度急剧增加，根据国际能源署（IEA）报告，2021年全球温室气体排放总量约408亿吨二氧化碳当量，其中能源燃烧和工业过程产生的二氧化碳排放量占温室气体排放总量的89％。据统计，煤炭、石油、天然气燃烧所产生的二氧化碳排放量分别为153亿吨、107亿吨和75亿吨，占全球能源燃烧和工业过程二氧化碳排放量的比重分别为42．1％、29．5％和20．7％。美国的非政府组织气候责任研究所（ClimateAccountabilityInstitute）研究表明，全球20家顶级化石燃料公司贡献了全球所有与能源有关的二氧化碳和甲烷排放量的35％。
过量的温室气体排放会导致全球气候异常，引起一系列严重的环境问题，如海平面上升、降水分布异常、洪水干旱频发等。因此，控制温室气体排放已成为全人类面临的一个重要环境问题。
为了应对全球气候变暖问题，世界各大石油公司达成了绿色低碳发展的共识，明确了温室气体减排目标，大力推动以二氧化碳为主的温室气体减排。例如，英国石油公司（bp）提出到2050年，企业和上游生产（油气田勘探开发与生产）将实现净零温室气体排放，也就是温室气体排放量与温室气体清除量达到平衡。中国各大石油公司也积极部署开展温室气体减排行动，确保国家实现碳达峰碳中和目标。
减排降碳对石油工业来说，是挑战也是机遇，一方面需要投入资金和力量引进或研发减排降碳技术及装备，一方面也可以促进石油工业的转型升级和产业结构的调整。一般可以从源头、生产过程和产品使用各环节制订温室气体控制方案，强化控制措施。例如，在油气生产环节，减少有害气体排放，熄灭非应急状态的火炬；推进能源节约，提高能源利用效率，优化装置运行条件，淘汰落后的工艺和技术，优先使用节能产品，降低二氧化碳排放强度；对温室气体实现回收处理和资源化利用，如将二氧化碳捕集后封存于地下或者注入油藏进行驱油，增加油气产量，还可以利用二氧化碳制取尿素原料等。