Kaikkien ilmanliikkeiden juuret ovat ilmakehän paine-eroissa, joita kutsutaan paineen gradienteiksi. Systemaattiset erot maan lämpötilassa vaikuttavat ilmanpaineeseen, ja merkittäviä ajan mittaan jatkuvia painemalleja kutsutaan painevöiksi tai tuulivöiksi. Tuulivyöt riippuvat lämpötilasta, joten lämpötilan muutokset voivat liikuttaa hihnoja ja muuttaa myös tuulen muotoja.
Aurinkolämmitys
Auringon lämpö on voimakkainta päiväntasaajalla, jossa aurinkosäteet ovat voimakkaampia. Tämä tarkoittaa, että päiväntasaajan lähellä oleva maa ja valtameren pinta ovat yleensä lämpimämpiä kuin muualla. Muut tekijät johtavat pintalämpötilan eroihin, kuten maan maantiede, ja valtameret ovat yleensä viileämpiä ja vakaampia kuin maa. Lopputuloksena on, että maapallon pintalämpötiloissa on suuria, systemaattisia epätasapainoja pienempien paikallisten lisäksi.
Paineen kaltevuudet
Pintalämpötilat vaikuttavat niiden yläpuolella olevan ilman lämpötilaan. Koska kuumempi ilma on vähemmän tiheää, se pyrkii nousemaan, kun taas päinvastoin pätee viileään ilmaan - se on tiheämpää ja pyrkii uppoamaan. Nouseva lämmin ilma aiheuttaa matalan paineen ja viileän ilman uppoaminen korkean paineen. Paine-eroa minkä tahansa kahden ilmakehän pisteen välillä kutsutaan painogradientiksi. Koska ilma siirtyy korkeasta paineesta matalaan paineeseen, paine-gradientit synnyttävät tuulta aiheuttamalla nopeita ilmanliikkeitä korkeasta matalaan paineeseen.
Painevyöt
Jotkut ilmaliikkeet ovat seurausta systemaattisista paineen gradienteista, jotka johtuvat maan pintalämpötilan leveyssuunnassa tapahtuvista muutoksista. Yksi merkittävä esimerkki on Hadley Cell, tropiikista tulevan lämpimän ilman liike, joka nousee, virtaa pylväitä kohti ja sitten jäähtyy ja uppoaa noin 30 astetta päiväntasaajan pohjois- ja eteläpuolella. Tämä liike luo alhaisen paineen vyöt tropiikissa ja korkean paineen lauhkealla vyöhykkeellä, jossa ilma uppoaa.
Siirtyminen
Koska sekä pienet tuulet että suuremmat painehihnat ohjaavat lämpötilaerot, lämpötilan muutokset pinnalla voivat muuttaa niitä. Esimerkiksi ENSO (Southern oscillation) -tapahtumat, kuten El Nino ja La Nina, sisältävät kausiluonteisia tapahtumia - meren lämpötilan muutokset, jotka voivat suurentaa tai vähentää tuulivöiden voimakkuutta maapalloa. Vastaavasti, kun matalapaine- tai korkeapainekeskukset liikkuvat alueen läpi, ne voivat muuttaa paikallisen tuulen virtausta ja jopa luoda myrskyjä. Trooppiset syklonit ovat peräisin tropiikin matalapainevyöhykkeistä, ja niiden voimakkaat tuulet ovat planeetan voimakkaimpia.