Toplina koja na kraju uzrokuje zagrijavanje zemlje zapravo dolazi od sunca. Sunce je ogromna kugla plinova, uglavnom vodika. Svakodnevno se vodik na suncu pretvara u helij kroz milijune i milijune kemijskih reakcija. Nusproizvod ovih reakcija je toplina.
Toplina koja se oslobađa od sunčevih kemijskih reakcija ne zadržava se u blizini sunca, već zrači dalje od njega i u svemir. Reakcijama se oslobađa toliko energije da dio nje još uvijek može doći do zemlje, iako je zemlja milionima milja udaljena od sunca. Toplinska energija obično dopire do zemlje u obliku svjetlosti, a mnoge sunčeve zrake nalaze se u ultraljubičastom spektru. Prijenos topline na ovaj način poznat je kao toplinsko zračenje.
Dio sunčeve toplinske energije odbija se od zemljine atmosfere, ali dio prodire i dolazi do zemljine površine. Energija koja dopire do zemljine površine zagrijava je. Dodatna energija uzrokuje kemijske reakcije, koje opet daju toplinu kao nusproizvod - ta se toplina oslobađa istim postupkom toplinskog zračenja. Dio toplinske energije zarobljen je stakleničkim plinovima u atmosferi, a temperatura zemlje raste.