大气CO2浓度的持续升高被认为是全球变暖的主要驱动力之一。但是，大气的低热容量和对流过程使大气本身难以持留大量的热量。土壤的热容量和CO2浓度都远高于大气，土壤和土壤CO2对温室效应的直接影响值得关注。
土壤CO2浓度对土壤气体温度有明显的调控作用，当土壤CO2浓度在7500 ppm左右时土壤气体的温度最高；土壤气体温度峰值出现的时间比地表大气温度峰值出现时间滞后约400 min,且土壤和土壤气体温度的日变幅远低于地表大气温度的日变幅。
含过高浓度CO2（如16900 ppm）的地表大气和土壤气体的温度均明显回落。 可见，CO2对气体温度的影响取决于其吸热和放热作用的相对大小，CO2气体本身仅仅是"吸热-放热"的媒介；而土壤则是陆地系统中热量的储存库；只有当大气CO2的吸热过程与土壤的储热过程相匹配的时候，温室效应才会显现。
而两者的匹配程度，则将影响温室效应的强弱。并且，热量在土壤固相-液相-气相组分的复杂传递和交换过程，大大延长了热量在土壤中的持留时间。大气CO2的每一个"吸热-放热"循环都将导致一部分热量从地球散失。假设地球陆地全是岩石，则大气吸收的热量无法被地球有效持留，热量丧失很快。