A nap energiát sugároz minden irányba. Legtöbbje az űrbe oszlik, de a Nap energiájának a Földre jutó apró töredéke elegendő ahhoz, hogy felmelegítse a bolygót, és a légkör és az óceánok felmelegítésével vezesse a globális időjárási rendszert. A Föld által a naptól kapott hőmennyiség és a Föld által az űrbe visszasugárzott hő közötti kényes egyensúly lehetővé teszi a bolygó számára az élet fenntartását.
Napsugárzás
A napsugárzást a Nap magjában lévő magfúziós reakciók hozzák létre, ami nagy mennyiségű elektromágneses sugárzást bocsát ki, többnyire látható fény formájában. Ez a sugárzás az az energia, amely felmelegíti a Földet. A Nap felszíne négyzetméterenként körülbelül 63 millió watt energiát bocsát ki. Mire az energia eléri a Földet, 150 millió kilométer vagy 93 millió mérföld megtétele után négyzetméterenként 1,370 wattra csökkent a légkör közvetlenül a nap felé néző csúcsán.
Energiaátadás
Az elektromágneses sugárzás, beleértve a látható fényt, az infravörös sugárzást, az ultraibolya fényt és a röntgensugarakat, átjuthat az űr vákuumában. Az energia egyéb formáihoz fizikai média szükséges a mozgáshoz. Például a hangenergia átadásához levegőre vagy más anyagra van szükség, az óceánok hullámenergiájának pedig vízre van szüksége. A napenergia azonban a Napból a Földre utazhat anélkül, hogy fizikai anyagra lenne szükség az energia továbbításához. Az elektromágneses energia ezen jellemzője lehetővé teszi a Föld számára a napenergia, beleértve a hőt is.
A Föld fűtése
A Földre érkező napenergia egy része visszaverődik a légkörből és a felhőkből, és visszakerül az űrbe. A Föld felszíne a beérkező napsugárzás körülbelül felét kapja. A napenergia hő és látható fény, valamint ultraibolya sugarak formájában jelenik meg, ez az a fajta energia, amely leégést okoz. Az energiát elnyeli az anyag, beleértve a levegőt, a vizet, a sziklákat, az épületeket, a járdákat és az élőlényeket, és ennek hatására az anyag felmelegszik. A Föld nem melegszik egyenletesen, elsősorban azért, mert egyes területek több napsugárzást kapnak, mint mások. Az energiakülönbségek az egész bolygón keresztül hajtják a szelet és az óceán áramlását.
Újrafeldolgozás
Ha a Föld folyamatosan kapna napenergiát anélkül, hogy energiavesztést végezne, akkor folyamatosan melegebbé válik. A Föld hőt sugároz vissza az űrbe, megakadályozva a bolygó túlmelegedését. Az újra sugárzott hő mennyisége érzékeny a légkörben lévő gázok típusára; egyes gázok hatékonyabban szívják fel a hőt, mint mások, és zavarják az újragyártást. Ezen gázok egyike a szén-dioxid. A légköri szén-dioxid koncentrációk növekedésével a Föld hőköltségvetése megváltozik, több energiával a légkörben tárolva, és kevesebb hő sugárzik vissza az űrbe, ezt a jelenséget üvegháznak nevezik hatás.