sluneční záření, které ohřívá povrch Země a tím i spodní vrstvy atmosféry, dělají Zemi zdrojem záření. Intenzita záření je tím větší, čím je vyšší teplota vyzařujícího tělesa. Z toho vyplývá, že Země dodává atmosféře nejvíce tepla během dne. Část zemského záření uniká do kosmického prostoru a část pohlcují vodní páry a CO2, které se nacházejí v atmosféře. Takto ohřátá atmosféra začíná sama vysílat teplo, které z části uniká do meziplanetárního prostoru a část se vrací zpět k Zemi. Teplo, které se vrací na Zem se nazývá zpětným zářením atmosféry, ostatní teplot efektivním vyzařováním.

Kdyby nebylo zpětného záření, tak by průměrná teplota nebyla 16 °C, ale -23 °C. V noci probíhá ztráta tepla, která zapříčiňuje pokles teploty. Efektivní vyzařování, které způsobuje ztrátu tepla Země je tím větší, čím méně je obloha pokrytá oblaky a čím je proudění vzduchu slabší. Teplota v noci má nejnižší hodnotu za jasných dní těsně před východem slunce.

S efektivním vyzařováním souvisí i skleníkový efekt. Na horní hranici atmosféry se soustředí skleníkové plyny, které zabraňují pronikaní vyzářené energie do volné atmosféry. Tento přirozený jev je však zesilován produkcí znečisťujících látek, především prachových částic, CO2, vodní páry, freonů a podobně. Jen malá část pochází z přirozených zdrojů, většina je produktem lidské činnosti. Mezi hlavní zdroje znečisťujících látek v ovzduší patří rozsáhlé kácení a následné vypalování pralesů, i exhaláty z průmyslové výroby.

je charakterizována pomocí vertikálního teplotního gradientu, který se určuje pro interval výšky 100 m. Kladné hodnoty gradientu vyjadřují pokles teploty a záporné hodnoty růst teploty s výškou. V troposféře je průměrná teplota vertikálního tepelného gradientu 0,6 °C na 100 m nadmořské výšky.

Ve spodní části troposféry má vertikální gradient svůj denní a roční chod. Přes den a v létě dosahuje nejvyšších hodnot, v noci a v zimě minimálních hodnot, často i záporných. Podle průměrných měsíčních teplot závisí pokles teploty vzduchu s výškou na místních poměrech a to tak, zda jde o pokles z údolí na svah, nebo ze svahu na vrcholy, na větrných poměrech atd.

Vertikální změna teploty vzduchu má výrazný roční chod. Nejmenší gradient bývá v lednu, především při přechodu z kotlin na svah a je pod 0,3 °C/100 m. Největší gradient je v květnu až 0,8 °C, v létě je nad 0,6 °C, na podzim je pod 0,5 °C. Při denním chodu se výrazně uplatňuje rozdíl mezi nočními a denními hodinami. Přes den je větší než v noci.

vzniká stejně jako rosa, ale vlivem nižší teploty kapky vody zamrzají