לכל גזי החממה פוטנציאל התחממות גלובלית (GWP). ערך זה משמש להשוואה בין כושרם של גזי החממה השונים ללכוד חום באטמוספרה.  GWP מבוסס על כושר קליטת חום של כל גז בהשוואה ל-CO2 וכמוכן על קצב הדעיכה של כל גז (שיעור הגז הנפלט מן האטמוספרה תוך מספר שנים נתון). בנוסף לכך, ניתן להשתמש ב-GWP כמדד להשפעת גזי החממה על ההתחממות הגלובלית במהלך תקופות זמן מוגדרות, בדרך כלל 20, 100 ו-500 שנים. ה-GWP של רוב גזי החממה יורד עם הזמן, מכיוון שהם משתחררים בהדרגה מן האטמוספרה עקב מנגנוני הפליטה הטבעיים ובדיעבד יורדת השפעתם על אפקט החממה. קביעת ערך ה-GWP מאפשרת למעצבי המדיניות להשוות בין השפעות הפליטה של גזי החממה השונים על ההתחממות הגלובלית ולראות עד כמה צמצום הפליטה של גז מסוים תרם להפחתת תהליך זה. לדוגמה, מתאן הוא תורם משמעותי לאפקט החממה וה-GWP שלו שווה ל-21.