人為活動排放的二氧化碳、甲烷等多種溫室氣體以及氣溶膠可以改變大氣輻射收支，引起氣候變化。大多數VOCs并不能顯著地直接改變輻射收支。但是，VOCs和氮氧化物等在紫外光照的作用下，會發生一系列光化學反應，生成臭氧、二次氣溶膠等污染物，引起對流層臭氧和氣溶膠增加。對流層臭氧是一種具有溫室效應的氣體，可引起氣候變暖。VOCs參與形成的氣溶膠作為全球氣溶膠的一部分，也具有直接的輻射效應，并且還可以通過影響云的形成、液滴尺寸及滯留時間，從而間接地影響氣候，其總的效果是起降溫作用。由此可見，VOCs的長期變化是可以間接地引起氣候變化的。