Sonce izžareva energijo v vse smeri. Večina se razprši v vesolje, toda majhen delček sončne energije, ki doseže Zemljo, zadostuje za ogrevanje planeta in poganjanje globalnega vremenskega sistema s segrevanjem ozračja in oceanov. Občutljivo ravnovesje med količino toplote, ki jo Zemlja prejme od sonca, in toploto, ki jo Zemlja izžareva nazaj v vesolje, omogoča planetu, da ohrani življenje.
Sončno sevanje
Sončno sevanje ustvarjajo jedrske fuzijske reakcije v jedru sonca, zaradi česar oddaja veliko elektromagnetnega sevanja, večinoma v obliki vidne svetlobe. To sevanje je energija, ki ogreva Zemljo. Sončna površina na kvadratni meter odda približno 63 milijonov vatov energije. Ko energija doseže Zemljo, potem ko je prevozila 150 milijonov kilometrov ali 93 milijonov milj, zmanjšala se je na 1370 vatov na kvadratni meter na vrhu ozračja, neposredno obrnjenega proti soncu.
Prenos energije
Elektromagnetno sevanje, vključno z vidno svetlobo, infrardečim sevanjem, ultravijolično svetlobo in rentgenskimi žarki, lahko potuje skozi vesoljski vakuum. Druge oblike energije zahtevajo premikanje fizičnega medija. Na primer, zvočna energija potrebuje zrak ali drugo snov za prenos, valovna energija oceanov pa vodo. Sončna energija pa lahko potuje od sonca do Zemlje, ne da bi za to potrebovala fizična snov. Ta lastnost elektromagnetne energije omogoča Zemlji, da prejema sončno energijo, vključno s toploto.
Ogrevanje Zemlje
Nekaj sončne energije, ki prispe na Zemljo, se odbije od ozračja in oblakov ter nazaj v vesolje. Površina Zemlje prejme približno polovico sončnega sevanja. Sončna energija je v obliki toplote in vidne svetlobe ter ultravijoličnih žarkov, ki povzročajo sončne opekline. Snov absorbira energijo, vključno z zrakom, vodo, skalami, zgradbami, pločniki in živimi bitji, zato se snov segreje. Zemlja se ne segreva enakomerno, predvsem zato, ker nekatera območja prejemajo več sončnega sevanja kot druga. Razlike v energiji poganjajo vetrove in oceanske tokove po celotnem planetu.
Obsevanje
Če bi Zemlja neprestano prejemala sončno energijo, ne da bi pri tem izgubljala energijo, bi se nenehno segrevala. Zemlja izžareva toploto nazaj v vesolje in preprečuje, da bi se planet pregrel. Količina sevane toplote je občutljiva na vrsto plinov v ozračju; nekateri plini absorbirajo toploto bolj učinkovito kot drugi in motijo sevanje. Eden od teh plinov je ogljikov dioksid. Ko se koncentracije ogljikovega dioksida v ozračju povečajo, se proračun Zemlje za toploto spremeni z več energije shranjena v ozračju in manj toplote, ki se oddaja nazaj v vesolje, pojav, znan kot rastlinjak učinek.