Die Europäische Gemeinschaft und ihre Mitgliedstaaten etablierten mit der Richtlinie 2003/87/EG die Einrichtung eines Systems für den Handel mit Treibhausgasemissionszertifikaten, das am 1. Januar 2005 startete. Diese Emissionshandelsrichtlinie (EHRL) wurde mit der Änderungsrichtlinie 2009/29/EG novelliert, um den Anwendungsbereich für die seit dem 1. Januar 2013 laufende dritte Handelsperiode zu erweitern. Wurde in der ersten und zweiten Handelsperiode lediglich Kohlendioxid (CO2) als Treibhausgas in den Zertifikatehandel einbezogen, so werden seit dem 01.01.2013 zudem auch Emissionen perfluorierter Kohlenwasserstoffe (PFC) und von Lachgas (N2O) berücksichtigt. CO2-emissionsintensive Anlagen wie zum Beispiel Großfeuerungsanlagen, die Herstellung organischer Grundchemikalien, die Zement- oder Stahlherstellung, aber auch die Produktion von Papier oder keramischen Erzeugnissen mit einer bestimmten Produktionskapazität fallen unter den Emissionshandel. Derzeit wird an der nächsten Novelle der EHRL gearbeitet, um die Regelungen für die vierte Handelsperiode von 2021 – 2030 festzulegen. Um das Treibhausgas-Minderungsziel für 2030 in Höhe von insgesamt minus 40 Prozent gegenüber 1990 erreichen zu können,  entfällt eine Aufteilung dieser Minderung  von 43 Prozent auf den ETS bzw. 30 Prozent auf den Nicht-ETS gegenüber 2005.

In Deutschland wurde die nationale Umsetzung der EHRL, das Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz (TEHG), in seiner novellierten Fassung am 21. Juli 2011 verabschiedet. Mit dem Beginn der dritten Handelsperiode werden die Zuständigkeiten für die Genehmigung der Überwachungspläne, der Emissionsberichterstattung und der Zertifikatezuteilung bei der Deutschen Emissionshandelsstelle (DEHSt) gebündelt. Die Länder sind für die Erteilung der Emissionsgenehmigung zuständig. Für den notwendigen Datenaustausch zwischen Bund und dem Land Rheinland-Pfalz steht die Virtuelle Poststelle (VPS) beim Landesamt für Umwelt zur Verfügung. Derzeit sind in Rheinland-Pfalz etwas mehr als 140 Anlagen vom EU-Emissionshandelssystem erfasst.