إن الحرارة التي تؤدي في النهاية إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض تأتي من الشمس. الشمس عبارة عن كرة ضخمة من الغازات ، وبشكل أساسي الهيدروجين. كل يوم ، يتحول الهيدروجين الموجود في الشمس إلى هيليوم من خلال ملايين وملايين التفاعلات الكيميائية. الناتج الثانوي لهذه التفاعلات هو الحرارة.
لا تبقى الحرارة المنبعثة من التفاعلات الكيميائية للشمس بالقرب من الشمس ، بل تشع بعيدًا عنها في الفضاء. يتم إطلاق الكثير من الطاقة من خلال ردود الفعل التي لا يزال بعضها يمكن أن يصل إلى الأرض ، على الرغم من أن الأرض تبعد ملايين الأميال عن الشمس. عادة ما تصل الطاقة الحرارية إلى الأرض في شكل ضوء ، والعديد من أشعة الشمس تقع في الطيف فوق البنفسجي. يُعرف انتقال الحرارة بهذه الطريقة بالإشعاع الحراري.
ترتد بعض الطاقة الحرارية المنبعثة من الشمس عن الغلاف الجوي للأرض ، لكن بعضها يمر عبر سطح الأرض ويصل. تعمل الطاقة التي تصل إلى سطح الأرض على تدفئة الأرض. تتسبب الطاقة الإضافية في حدوث تفاعلات كيميائية تؤدي إلى إطلاق الحرارة مرة أخرى كمنتج ثانوي - يتم إطلاق هذه الحرارة من خلال نفس عملية الإشعاع الحراري. يتم حجز بعض الطاقة الحرارية بواسطة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي ، وترتفع درجة حرارة الأرض.