Die auf der Erde ablaufenden Wettervorgänge beziehen die Energie fast ausschließlich von der Sonne. Die Sonnenenergie gelangt als Strahlung zur Erde. An der Obergrenze der Atmosphäre beträgt die zugestrahlte Energie 1370 Watt/m². Dies wird als bezeichnet. Umgerechnet fallen etwa 342 Watt auf jeden Quadratmeter der Erdoberfläche. Bevor die Sonnenstrahlung die Erde erreicht, durchdringt sie die Atmosphäre. Ein Großteil der Sonneneinstrahlung erreicht die Erdoberfläche . Teile der Strahlung werden durch Gase, Wolken und (= Verbindungen aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen und einem Gas) oder direkt in den Weltraum zurück . Strahlung gelangt auch über auf die Erdoberfläche. Direkte und diffuse Strahlung bilden die . Ein geringer Teil der kurzwelligen Einstrahlung wird direkt an der Erdoberfläche reflektiert. Wie stark die Oberfläche reflektiert, drückt die aus. So ist diese in einer Eiswüste höher als in einem mitteleuropäischen Laubwald.
Ein Teil der eingetroffenen Strahlung wird von der Erdoberfläche absorbiert und damit in umgewandelt. Einen geringen Anteil der Wärme gibt der Boden an erdnahe Schichten der Atmosphäre ab. Nämlich in , die in verdunsteter Feuchtigkeit enthalten ist sowie in der Luft.
Den Großteil der absorbierten Wärme gibt der Boden als langwellige, infrarote Wärmestrahlung an die Troposphäre und Stratosphäre ab. Doch nur geringe Mengen der Strahlung gelangen direkt in den Weltraum. Der überwiegende Teil wird von der Atmosphäre als unmittelbar auf die Erde zurückgeworfen. Dies wird auch als natürlicher bezeichnet. Verantwortlich hierfür sind unterschiedliche Treibhausgase. Ohne den Treibhauseffekt wäre die Erde eine lebensfeindliche Eiswüste mit einer bodennahen Lufttemperatur, die im globalen Mittel -18 °C betragen würde. Die der Erde ins Weltall setzt sich somit aus der Strahlung der Oberfläche durch sogenannte "Atmosphären-Fenster", der Wärmestrahlung der Atmosphäre selbst sowie der Wolkenstrahlung zusammen.