太陽輻射主要是短波輻射，而地面輻射和大氣輻射則是長波輻射。大氣對長波輻射的吸收力較強，對短波輻射的吸收力較弱。
白天：太陽光照射到地球上，部分能量被大氣吸收，部分被反射回宇宙，大約47%的能量被地球表面吸收。
夜晚：晚上地球表面以紅外線的方式向宇宙散發白天吸收的熱量，其中也有部分被大氣吸收。
大氣層如同覆蓋玻璃的溫室一樣，儲存了一定的熱量，使得地球不至於像沒有大氣層的月球一樣，被太陽照射時溫度急劇升高，不受太陽照射時溫度急劇下降。一些理論認為，由於溫室氣體的增加，使地球整體所保留的熱能增加，導致全球暖化。
溫室氣體指的是大氣中能吸收地面反射的太陽輻射，並重新發射輻射的一些氣體，如水蒸氣、二氧化碳、大部分製冷劑等。它們的作用是使地球表面變得更暖，類似於溫室截留太陽輻射，並加熱溫室內空氣的作用。這種溫室氣體使地球變得更溫暖的影響稱為“溫室效應”。水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、氧化亞氮（N₂O）、氟利昂、甲烷（CH₄）等是地球大氣中主要的溫室氣體。
