Sunce zrači energijom na sve strane. Većina se rasprši u svemir, ali mali dio sunčeve energije koji dospije do Zemlje dovoljan je da zagrije planet i pokrene globalni vremenski sustav zagrijavanjem atmosfere i oceana. Delikatna ravnoteža između količine topline koju Zemlja prima od sunca i topline koju Zemlja zrači natrag u svemir omogućava planeti da održi život.
Solarno zračenje
Solarno zračenje nastaje reakcijama nuklearne fuzije u sunčevoj jezgri zbog čega ono emitira veliku količinu elektromagnetskog zračenja, uglavnom u obliku vidljive svjetlosti. Ovo zračenje je energija koja zagrijava Zemlju. Sunčeva površina emitira oko 63 milijuna vata energije po kvadratnom metru. Do trenutka kada energija dosegne Zemlju, nakon što je prešla 150 milijuna kilometara, ili 93 milijuna milja, smanjio se na 1370 vata po kvadratnom metru na vrhu atmosfere izravno okrenutom suncu.
Prijenos energije
Elektromagnetsko zračenje, uključujući vidljivo svjetlo, infracrveno zračenje, ultraljubičasto svjetlo i X-zrake, može putovati kroz vakuum svemira. Za ostale oblike energije potreban je fizički medij za kretanje. Na primjer, zvučnoj energiji je potreban zrak ili neka druga tvar da bi se prenijela, a valnoj energiji oceana voda. Solarna energija, međutim, može putovati od sunca do Zemlje bez potrebe za fizičkom supstancom koja će prenositi energiju. Ova značajka elektromagnetske energije omogućava Zemlji da prima sunčevu energiju, uključujući toplinu.
Zagrijavanje Zemlje
Dio sunčeve energije koja stigne na Zemlju odbija se od atmosfere i oblaka i vraća se u svemir. Površina Zemlje prima oko polovice dolazećeg sunčevog zračenja. Sunčeva energija poprima oblik topline i vidljive svjetlosti, kao i ultraljubičaste zrake, vrstu energije koja uzrokuje opekline. Materija upija energiju, uključujući zrak, vodu, stijene, zgrade, pločnik i živa bića, a kao rezultat se materija zagrijava. Zemlja se ne zagrijava ravnomjerno, uglavnom zato što neka područja primaju više sunčevog zračenja od drugih. Razlike u energiji pokreću vjetrove i oceanske struje po cijelom planetu.
Zračenje
Kad bi Zemlja neprestano primala sunčevu energiju bez ikakvih sredstava za gubljenje energije, ona bi neprestano postajala sve toplija. Zemlja zrači toplinu natrag u svemir, sprečavajući planetu da se pregrije. Količina zračene topline osjetljiva je na vrstu plinova u atmosferi; neki plinovi upijaju toplinu učinkovitije od drugih i ometaju zračenje. Jedan od tih plinova je ugljični dioksid. Kako se koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi povećavaju, proračun Zemlje za toplinu mijenja se s više energije pohranjeni u atmosferi i manje topline koja zrači natrag u svemir, fenomen poznat kao staklenik posljedica.
