Η θερμότητα που προκαλεί τελικά τη γη να ζεσταθεί προέρχεται από τον ήλιο. Ο ήλιος είναι μια τεράστια σφαίρα αερίων, κυρίως υδρογόνου. Κάθε μέρα, το υδρογόνο στον ήλιο μετατρέπεται σε ήλιο μέσω εκατομμυρίων και εκατομμυρίων χημικών αντιδράσεων. Το υποπροϊόν αυτών των αντιδράσεων είναι η θερμότητα.
Η θερμότητα που απελευθερώνεται από τις χημικές αντιδράσεις του ήλιου δεν παραμένει κοντά στον ήλιο, αλλά ακτινοβολεί μακρυά από αυτόν και στο διάστημα. Τόσο ενέργεια απελευθερώνεται μέσω των αντιδράσεων που κάποια από αυτά μπορεί ακόμα να φτάσει στη γη, παρόλο που η γη απέχει εκατομμύρια μίλια από τον ήλιο. Η θερμική ενέργεια φτάνει συνήθως στη γη με τη μορφή φωτός, και πολλές από τις ακτίνες του ήλιου βρίσκονται στο υπεριώδες φάσμα. Η μεταφορά θερμότητας με αυτόν τον τρόπο είναι γνωστή ως θερμική ακτινοβολία.
Μερική από τη θερμική ενέργεια από τον ήλιο αναπηδά πίσω από την ατμόσφαιρα της γης, αλλά μερικές από αυτές περνούν και φτάνουν στην επιφάνεια της γης. Η ενέργεια που φτάνει στην επιφάνεια της γης τη θερμαίνει. Η επιπλέον ενέργεια προκαλεί χημικές αντιδράσεις, οι οποίες εκπέμπουν ξανά τη θερμότητα ως παραπροϊόν - αυτή η θερμότητα απελευθερώνεται μέσω της ίδιας διαδικασίας θερμικής ακτινοβολίας. Μερική από τη θερμική ενέργεια παγιδεύεται από τα αέρια του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα και η θερμοκρασία της γης αυξάνεται.