ความร้อนที่ทำให้โลกร้อนขึ้นในที่สุดนั้นมาจากดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เป็นก้อนก๊าซขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ทุกวัน ไฮโดรเจนในดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนเป็นฮีเลียมผ่านปฏิกิริยาเคมีนับล้านๆ ครั้ง ผลพลอยได้จากปฏิกิริยาเหล่านี้คือความร้อน
ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาเคมีของดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ แต่จะแผ่ออกไปในอวกาศ พลังงานจำนวนมากถูกปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาที่บางส่วนยังคงสามารถเข้าถึงโลกได้ แม้ว่าโลกจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์หลายล้านไมล์ พลังงานความร้อนมักจะมาถึงโลกในรูปของแสง และรังสีของดวงอาทิตย์จำนวนมากอยู่ในสเปกตรัมอัลตราไวโอเลต การถ่ายเทความร้อนในลักษณะนี้เรียกว่าการแผ่รังสีความร้อน
พลังงานความร้อนบางส่วนจากดวงอาทิตย์สะท้อนกลับจากชั้นบรรยากาศของโลก แต่บางส่วนก็ผ่านเข้ามาถึงพื้นผิวโลก พลังงานที่ไปถึงพื้นผิวโลกทำให้อุ่นขึ้น พลังงานส่วนเกินทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี ซึ่งปล่อยความร้อนออกมาอีกครั้งเป็นผลพลอยได้ ความร้อนนี้ถูกปลดปล่อยออกมาผ่านกระบวนการแผ่รังสีความร้อนเดียวกัน พลังงานความร้อนบางส่วนติดอยู่กับก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ และอุณหภูมิของโลกก็สูงขึ้น