To prawda, że para wodna ma największy udział w efekcie cieplarnianym Ziemi. Średnio, prawdopodobnie odpowiada ona za około 60% efektu ocieplenia. Jednak para wodna nie kontroluje temperatury na Ziemi, lecz jest kontrolowana przez temperaturę. Dzieje się tak dlatego, że temperatura otaczającej atmosfery ogranicza maksymalną ilość pary wodnej, jaką może ona zawierać. Jeśli objętość powietrza zawiera maksymalną ilość pary wodnej, a temperatura zostanie obniżona, część pary wodnej skondensuje się, tworząc wodę w stanie ciekłym. To dlatego chmury tworzą się, gdy ciepłe powietrze zawierające parę wodną wznosi się i ochładza na większych wysokościach, gdzie woda skrapla się w maleńkie kropelki, które tworzą chmury.
Efekt cieplarniany, który utrzymywał temperaturę Ziemi na poziomie wystarczająco ciepłym dla rozwoju ludzkiej cywilizacji w ciągu ostatnich kilku tysiącleci, jest kontrolowany przez gazy niekondensujące, głównie dwutlenek węgla, CO2, z mniejszym udziałem metanu, CH4, podtlenku azotu, N2O, i ozonu, O3. Od połowy XX wieku do tej mieszanki dodawane są niewielkie ilości gazów wytwarzanych przez człowieka, głównie rozpuszczalników i czynników chłodniczych zawierających chlor i fluor. Ponieważ gazy te nie ulegają kondensacji w temperaturach i ciśnieniach atmosferycznych, atmosfera może wchłonąć ich znacznie więcej. Tak więc CO2 (jak również CH4, N2O i O3) gromadzi się w atmosferze od czasów rewolucji przemysłowej, kiedy zaczęliśmy spalać duże ilości paliw kopalnych.
Gdyby nie było wzrostu ilości niekondensujących gazów cieplarnianych, ilość pary wodnej w atmosferze nie zmieniłaby się przy wszystkich innych zmiennych pozostających bez zmian. Dodanie niekondensujących gazów powoduje wzrost temperatury, a to prowadzi do wzrostu ilości pary wodnej, która jeszcze bardziej podnosi temperaturę. Jest to przykład efektu dodatniego sprzężenia zwrotnego. Ocieplenie spowodowane wzrostem ilości gazów niekondensujących powoduje, że do atmosfery dostaje się więcej pary wodnej, co zwiększa efekt gazów niekondensujących.
Istnieje również możliwość, że dodanie większej ilości pary wodnej do atmosfery może wywołać efekt ujemnego sprzężenia zwrotnego. Mogłoby się to zdarzyć, gdyby więcej pary wodnej prowadziło do tworzenia większej ilości chmur. Chmury odbijają światło słoneczne i zmniejszają ilość energii, która dociera do powierzchni Ziemi, aby ją ogrzać. Jeśli ilość słonecznego ocieplenia zmniejszy się, wtedy temperatura Ziemi spadnie. W takim przypadku efektem dodania większej ilości pary wodnej byłoby raczej ochłodzenie niż ocieplenie. Pokrywa chmur oznacza jednak więcej skondensowanej wody w atmosferze, co powoduje silniejszy efekt cieplarniany niż sama nieskondensowana para wodna – w pochmurny zimowy dzień jest cieplej niż w bezchmurny. Tak więc możliwe pozytywne i negatywne sprzężenia zwrotne związane ze wzrostem ilości pary wodnej i tworzeniem się chmur mogą się wzajemnie znosić i komplikować sytuację. Rzeczywista równowaga między nimi jest aktywnym obszarem badań w naukach o klimacie.