太陽每天都在發出巨大的能量，這些能量以光的形式向外傳播，並隨著距離平方而衰減。地球軌道處於太陽光的強度大約為1380瓦/平方米。然而，地球並沒有把所有這些光全部吸收掉，而是把這其中的一部分反射回外太空。根據美國宇航局的數據，地球的反照率大約為33%，也就是說地球只吸收其中67%的能量。
我們知道有溫度的物體就會向外發出輻射，且溫度越高輻射的能量越大。地球也不例外，它也在向外太空發射紅外能量。當地球吸收陽光的能量和地球向外輻射的能量相平衡時，地球的平均溫度就會趨向於穩定。但是，日益增多的溫室氣體排放打破了這項平衡。
溫室氣體包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等，其中水蒸氣也是一種溫室氣體，但是知道的人比較少。這些溫室氣體都有同樣的一個特徵，就是它的分子結構是不完全對稱的，這就有助於它們吸收紅外波段輻射的能量。
太陽光的能量主要集中在波長較短的可見光部分，而溫室氣體不會阻擋此類波長，它可以長驅直入地穿過大氣層抵達地表。但是，地球向外輻射的電磁波屬於紅外波段，大氣中的溫室氣體會吸收紅外光，阻止地球的能量向外發散。於是，地球散熱越來越少，而攝入的能量不變，結果就導致地球的平均溫度急劇上升，也就是我們所說的全球變暖。
所以，根據這個原理，要消除全球變暖的趨勢有兩種方法。一種是減少溫室氣體的排放，並消除大氣中多餘的溫室氣體。另一種是阻擋部分陽光進入地球，也就是減少地球能量的攝入。
第一種方法其實就是減少大氣中二氧化碳的排放，並增加對大氣中存在的二氧化碳的吸收。但是這也就意味著人類的工業發展將暫緩，這對目前發展中國家的衝擊非常巨大，沒有人願意自身的發展受到阻礙。自工業革命以來，大氣中的二氧化碳增加了40%以上，從大約228ppm增加到現在400ppm以上。
第二種方法被稱為太陽輻射管理，是地球工程界未經驗證的方法中最強烈改變地球的形式。這將需要以最基本的形式向地球的平流層大量注入反射陽光的氣凝膠粒子。這個想法有一定的誘惑力，但此前沒有人進行過測試。科學家從火山噴發事件中知道，火山灰會阻擋陽光，使地球平均溫度下降一點點。但是，有專家指出，這個方法可能有一些無法預料到的後遺症。
聖保羅大學物理研究所的保羅·阿塔克索說：「就氣候影響而言，這個龐大的地球工程構成了威脅。水文循環和生態系統功能的重大變化必將發生。雖然我們對氣候有一定的了解，但是卻不是完全理解。我們有理由認為，刻意的地球工程可能會影響區域的降水模式，並且其對野生植物和農作物生長產生重大的影響。」
還有一點讓我們感到恐懼，地球工程非常便宜，一個國家可能可以單方面做到這一點。這就帶來了一些問題，如果國家A決定開始進行地球工程，並且國家B遭受了天氣災害，那麼國家B可能會把原因歸咎於國家A，這可能會帶來國家之間的衝突。
雖然我們知道該地球工程風險非常大，但是科學家表示世界可能毫無準備地滑入地球工程之中。當我們無法控制二氧化碳的排放量時，溫度的上升可能會迫使人們最終選擇執行無法預料後果的地球工程。到那時，可能事情的發展就朝著災難的方向一直前行。