El clima de cada región del planeta depende de cómo se reparte la energía proveniente del Sol, entre la atmósfera y la superficie terrestre. El clima será más cálido donde llega más energía a la superficie y más frío donde reciba menos.
La atmósfera de la Tierra absorbe gran parte de la energía solar. Como se muestra en la Figura 2.9, la atmósfera impide que los rayos más dañinos (rayos X, gamma y buena parte de los rayos ultravioleta), lleguen a la superficie. Luego los gases que forman el aire y las partículas de polvo presentes en él, dispersan una pequeña parte de la energía, antes de llegar al suelo. Así por ejemplo, el color azul del cielo se debe a la dispersión de la luz solar. Otra parte de la energía es absorbida por el vapor de agua o reflejada por las nubes y los océanos. De esta manera, la cantidad de energía solar que llega a la superficie terrestre puede ser cuatro veces mayor en un día despejado que en un día muy nublado.
La cantidad de energía que absorbe la superficie depende de la latitud donde se ubique, debido a que varía el ángulo con el que llega la luz. Así sobre la línea ecuatorial, la luz entra en forma perpendicular, por lo es capaz de absorber más calor y el clima es cálido. Cuanto más se aleja del ecuador, la ubicación a considerar, la luz llega en un ángulo más agudo, tiene que atravesar mayor porción de la atmósfera, en consecuencia se pierde más energía y el clima es más frío. En las zonas cercanas a los polos, sólo el 5 % del calor llega a la superficie.
El ángulo con el que la luz solar incide sobre la superficie terrestre, varía en cada época del año. Esto se debe a que la Tierra gira sobre su propio eje, el cual tiene una inclinación y a la vez orbita alrededor del Sol. Por lo tanto, la cantidad de energía solar que se recibe en cada época del año es distinta y de esta manera se diferencian las estaciones.
Estas variaciones de temperatura provocan cambios en presión atmosférica y forman las corrientes de viento, las que unidas a las corrientes oceánicas, producen fenómenos como El Niño, La Niña, los monzones, huracanes, etc. Otros factores que influyen en el clima, además de la latitud y las corrientes oceánicas, son los continentes y las montañas. Como se ha visto, la energía calorífica proveniente del sol, que llega a las distintas zonas de la superficie terrestre no es de igual magnitud. Las variaciones de temperatura y la rotación de la Tierra generan las distintas corrientes de aire y las precipitaciones. En la Figura 2.16 se puede observar como es el flujo del aire que se encuentra a diferentes temperaturas, así el aire frío desciende mientras que el aire caliente tiende a subir por hallarse a menor presión y en consecuencia, se enfría.
El aire que se encuentra más frío tiende a retener menos humedad, así al elevarse el vapor tiende a congelarse y cae luego en forma de lluvia o de nieve.