Атмосфера се загрева кроз неколико сложених процеса, али извор готово свих атмосферских грејања је сунце. Локално се ваздух може загрејати процесима који се не ослањају директно на сунце, попут вулканских ерупција, удара грома, шуме пожари или људске активности, попут производње електричне енергије и тешке индустрије, али ови извори топлоте су безначајни у поређењу са соларним зрачење.
Сунце
Сунце зрачи енергију у свим правцима у виду топлоте, светлости и зрачења. Ова енергија је способна да загрева предмете на невероватне удаљености. Соларно грејање се јавља када сунчево зрачење удари у молекул неког материјала и апсорбује се. Соларно зрачење удара у рефлектујуће материјале и одбија их, не упијајући пуно топлоте. Прозирни материјали омогућавају пролазак сунчевог зрачења без размене топлоте.
Атмосфера
Земљина атмосфера је или рефлектујућа или провидна, у зависности од таласне дужине зрачења на које наиђе. Као резултат, атмосфера прима мало директне топлоте од сунчевог зрачења. Соларна енергија се или рефлектује натраг у свемир или јој се омогућава пролазак, а да се њена енергија не апсорбује. Више енергије одражавају облаци и хемијска једињења, попут озона. Само око 54 посто сунчеве енергије пролази кроз атмосферу да би дошло до површине.
Земља
Једном када сунчево зрачење досегне површину земље, тло и водене површине апсорбују готово све. Само око 4 процента се рефлектује назад у свемир. Апсорбујући сунчеву енергију, ове површине се загревају. Топли предмети почињу да зраче дуготаласним инфрацрвеним зрачењем. Без атмосфере, ова енергија би зрачила у свемир.
Ефекат стаклене баште
Због хемијског састава земљине атмосфере, већина инфрацрвеног зрачења које емитује топла површина никада не досеже свемир. Уместо тога, зрачење се одбија или апсорбује једињењима познатим као гасови стаклене баште. Када ова једињења апсорбују инфрацрвено зрачење са површине, атмосфера се загрева. Енергија која се рефлектује натраг према земљи загрева површину даље, узрокујући да земља емитује више инфрацрвеног зрачења. Ово ствара циклус који одржава атмосферу и површину топлим.
