Broeikasgassen zijn gassen in de atmosfeer van de Aarde of een andere planeet met het vermogen om warmtestraling te absorberen en geleidelijk in alle richtingen weer af te geven. Hierdoor dragen ze bij aan het vasthouden van warmte in de atmosfeer en daarmee aan het verhogen en in stand houden van de evenwichtstemperatuur. Dit wordt het broeikaseffect genoemd.
De belangrijkste broeikasgassen in de aardatmosfeer zijn waterdamp, koolstofdioxide (CO2), methaan, lachgas (distikstofmonoxide) en ozon.Zonder broeikasgassen zou de gemiddelde temperatuur op Aarde zo’n 33 graden lager zijn: −18 °C in plaats van de huidige +15 °C. De mate waarin een bepaalde hoeveelheid broeikasgas kan bijdragen aan het broeikaseffect wordt het aardopwarmingsvermogen genoemd.