Saule izstaro enerģiju visos virzienos. Lielākā daļa no tā izkliedējas kosmosā, taču ar niecīgo saules enerģijas daļu, kas sasniedz Zemi, pietiek, lai sildītu planētu un virzītu globālo laika sistēmu, sasildot atmosfēru un okeānus. Smalkais līdzsvars starp siltuma daudzumu, ko Zeme saņem no saules, un siltumu, ko Zeme izstaro atpakaļ kosmosā, ļauj planētai uzturēt dzīvību.
Saules radiācija
Saules starojumu rada kodola kodolsintēzes reakcijas Saules kodolā, kā rezultātā tā izstaro lielu daudzumu elektromagnētiskā starojuma, galvenokārt redzamās gaismas formā. Šis starojums ir enerģija, kas silda Zemi. Saules virsma izstaro apmēram 63 miljonus vatu enerģijas uz kvadrātmetru. Kad enerģija sasniegs Zemi, pēc 150 miljonu kilometru jeb 93 miljonu jūdžu nobraukšanas tas ir samazinājies līdz 1370 vatiem uz kvadrātmetru atmosfēras augšdaļā, tieši vērsts pret sauli.
Enerģijas pārvade
Elektromagnētiskais starojums, ieskaitot redzamo gaismu, infrasarkano starojumu, ultravioleto gaismu un rentgenstarus, var pārvietoties pa kosmosa vakuumu. Citu enerģijas veidu pārvietošanai ir nepieciešams fizisks nesējs. Piemēram, skaņas enerģijai jāpārnēsā gaiss vai cita viela, bet okeānu viļņu enerģijai - ūdens. Tomēr Saules enerģija var pārvietoties no saules uz Zemi bez enerģijas pārraides nepieciešamības pēc fiziskas vielas. Šī elektromagnētiskās enerģijas iezīme ļauj Zemei saņemt saules enerģiju, ieskaitot siltumu.
Zemes sildīšana
Daļa saules enerģijas, kas nonāk uz Zemes, atlec no atmosfēras un mākoņiem un atgriežas kosmosā. Zemes virsma saņem apmēram pusi no ienākošā saules starojuma. Saules enerģija izpaužas kā siltums un redzamā gaisma, kā arī ultravioletie stari - enerģijas veids, kas izraisa saules apdegumus. Enerģiju absorbē matērija, tostarp gaiss, ūdens, ieži, ēkas, bruģis un dzīvās būtnes, un tā rezultātā viela tiek uzkarsēta. Zeme nesasilda vienmērīgi, galvenokārt tāpēc, ka dažas teritorijas saņem vairāk saules starojuma nekā citas. Enerģijas atšķirības virza vēju un okeāna straumi visā planētā.
Pārstarošana
Ja Zeme pastāvīgi saņemtu saules enerģiju bez jebkādiem līdzekļiem enerģijas zaudēšanai, tā nepārtraukti kļūtu karstāka. Zeme izstaro siltumu atpakaļ kosmosā, novēršot planētas pārkaršanu. Atkārtoti izstarotā siltuma daudzums ir jutīgs pret atmosfērā esošo gāzu tipu; dažas gāzes efektīvāk absorbē siltumu nekā citas un traucē atkārtotu apstarošanu. Viena no šīm gāzēm ir oglekļa dioksīds. Palielinoties oglekļa dioksīda koncentrācijai atmosfērā, tiek mainīts Zemes siltuma budžets ar vairāk enerģijas uzglabā atmosfērā un mazāk siltuma izstaro atpakaļ kosmosā - parādība, kas pazīstama kā siltumnīca efekts.