2. ábra: Az elektromágneses spektrum
A nap átlagos hőmérséklete 2796 K, ami körülbelül 2523°C-nak felel meg. Ehhez a hőmérséklethez a 0,5 µm-es elektromágneses sugárzás tartozik, amit látható fénynek hívunk. A föld légkörét elérő sugárzás főleg UV és látható fényből áll. Minden gázra jellemző egy hullámhossztartomány, melyben elnyeli az elektromágneses sugárzást. A levegő nitrogénje és oxigénje elnyeli a nagyobb energiájú UV C és B sugárzást, majd az ózonpajzs a kisebb energiájú, de a földi életre még mindig káros UV A és B nagy részét. A föld légköre és a felhőzet a sugárzás közel felét elnyeli, vagy visszaveri az űrbe. A felszínt elérő sugárzás egy része visszaverődik onnan, illetve a maradék elnyelődik. Egy frissen szántott föld a sugárzás nagy részét elnyeli, míg a hó szinte az egészet visszaveri. A föld az elnyelt energiát a 15°C átlaghőmérsékletéhez tartozó 100 µm-es infravörös (IR, hő) sugár formájában adja ki. A levegő CO2 és víz tartalma az infravörös tartományban nyel el, és ezáltal melegen tartja a földet. Ezt a folyamatot hívjuk természetes üvegházhatásnak. Az üvegházhatású gázok légkörbe juttatása erősíti ezt a folyamatot. A légköri hőmérséklet emelkedésére különböző becslések vannak, egyesek 1,0-3,5°C, míg mások 1,4-5,8°C felmelegedést jósolnak az 1990–2100 közötti időszakra.
3. ábra: A napsugárzás útja és átalakulásai a föld légkörében