A causa fundamental de todas as situações meteorológicas na Terra é o Sol e a sua posição em relação ao nosso planeta, não devendo entender-se por isto as variações estacionais que ocorrem ao mesmo tempo que a Terra progride na sua órbita anual. A energia calorífica fornecida pelo Sol, a radiação, afeta diretamente a densidade do ar, provocando assim todos os gradientes de pressão importante que causam o movimento do ar numa tentativa para minimizar a distribuição deles. O movimento constante da atmosfera depende, assim, do balanço de energia, fator que temos de considerar sob dois aspectos: o orçamento ou balanço, entre a Terra e o espaço, porque deste determina a temperatura média da atmosfera, e o orçamento ou balanço, na atmosfera, porque este é a causa fundamental das condições meteorológicas.O Sol emite radiação de onda curta a uma razão que varia pouco, esta emissão fornece a energia para toda a vida natural e movimentos de nosso planeta. Quando atinge a Terra a radiação solar é refletida, retrodifundida e absorvida por várias componentes: 6% é retrodifundida para o espaço pelo próprio ar, 20% é refletida pelas nuvens e 4% é refletida pela superfície da Terra. Deste modo, 30% da radiação perde-se para o planeta por estes processos que, coletivamente, constituem o albedo. As nuvens absorvem 3% da radiação solar restante, ao passo que o vapor de água, as poeiras e outros componentes no ar contam com mais 16%. O resultado de todas estas interferências atmosféricas é garantir que apenas 51% da radiação solar incidente atinja verdadeiramente a superfície do globo.
Esta quantidade é apenas uma média e dissimula as variações na quantidade de radiação solar que chega ao solo em diferentes pontos do planeta. Porque a Terra é esférica, as regiões tropicais são atingidas por três vezes mais radiação solar do que as regiões polares. Além disso, devido à distribuição da nebulosidade, as regiões equatoriais recebem somente mais da metade da radiação solar do que a recebida pelos desertos quentes e secos da Terra, onde cerca de 80% da radiação total que penetra na atmosfera atinge o solo. E nas latitudes médias nubladas a radiação solar recebida no solo é somente um terço da que se encontra nos desertos.
A entrada da radiação solar tem de ser equilibrada por uma saída de calor enviado pela Terra, o que resulta de radiação pela atmosfera. Ao contrário da radiação de onda curta, a radiação da Terra ocorre sob a forma de onda longa e é por isso muito mais absorvida pelo vapor de água e dióxido de carbono existentes na atmosfera. Da radiação emitida pela parte sólida da Terra, cerca de 90% é absorvida pela atmosfera, que irradia cerca de 80% novamente para o solo. Deste modo, a atmosfera atua como uma cobertura ou como o vidro de uma estufa, e daí o chamado Efeito Estufa. Como resultado, apenas uma pequeníssima quantidade da radiação terrestre escapa para o espaço.