Physikalische Prozesse sind bei Wikipedia nachlesbar, hier eine Kopie der wichtigsten Passagen. Der Treibhauseffekt kann in folgenden Schritten erklärt werden:
1. Die Sonne strahlt sehr viel Energie in Form von elektromagnetischen Wellen zur Erde. Dadurch wird die Oberfläche der Sonne gekühlt (Strahlungskühlung).
2. Die häufigsten Wellenlängen der Photonen des Sonnenlichtes liegen um 500 nm, das entspricht grünem Licht. Aus diesem Strahlungsmaximum kann man auf die Oberflächentemperatur der Sonne rückschließen: etwa 5600 °C oder 5900 K.
3. In diesem Spektralbereich (sichtbares Licht) absorbieren die Lufthülle der Erde so wie auch die Glasscheiben eines Treibhauses nur wenig Strahlung – man spricht von hoher Transparenz. Die Strahlung kann also fast ungehindert in das Treibhaus.
4. Die Gegenstände im Treibhaus absorbieren die Photonen und erwärmen sich dadurch auf etwa 30 °C oder 303 K.
5. Die erwärmten Gegenstände strahlen ebenfalls elektromagnetische Wellen ab, deren häufigste Wellenlängen aber bei 10'000 nm liegen (Infrarotstrahlung). Der Grund für diese Vergrößerung der Wellenlänge heißt Wiensches Verschiebungsgesetz: Wenn die (absolute) Temperatur auf 1/20 sinkt (hier von etwa 6000 K, Sonne, auf etwa 300 K, Erde), steigt die Wellenlänge, bei der die größte Strahlungsintensität auftritt, auf das 20-fache.
6. Für diese „Rückstrahlung“ sind aber Glas und bestimmte Elemente in der Lufthülle der Erde undurchlässig. Die Strahlung wird teilweise absorbiert. Gleichzeitig können die Treibhausgase Wärmestrahlung weit besser abgeben als Stickstoff und Sauerstoff. Sie strahlen die durch Absorption und Konvektion erhaltene Wärmeenergie gleichmäßig in alle Richtungen, also auch zum Boden hin, ab. Der Boden erhält so zusätzliche Wärmestrahlung („Atmosphärische Gegenstrahlung“).
Es liegt also am Absorptions und Abstrahlverhalten von Elementen wie Co2, Methan usw. das anders ist als bei Stickstoff und Sauerstoff (welche zusammen 99% der Atmosphäre ausmachen), anstelle dass die Wärmestrahlung ins All abgestrahlt wird, bleibt sie in der Atmosphäre.
Nun kann dieses physikalische Verhalten der Treibhausgase in Frage gestellt werden, aber hierzu gibt es u.a. auch Labor-Experimente, so dass dieser Prozess nicht in Frage steht. Das geht jetzt tiefer in die Physik, wer mehr wissen will siehe z.B. hier
http://hpfr02.physik.uni-freiburg.de/arbeiten/diplomarbeiten/sirtl_staatsexamen_2010.pdf