大气的热量分布状况是产生各种大气现象和过程的根本原因。
（一）大气的受热过程
炽热的太阳以电磁波的形式源源不断地向宇宙空间放射能量称为太阳辐射。太阳辐射的能量主要集中在波长较短的可见光部分，所以人们把太阳辐射称为短波辐射（图略）。
太阳辐射是地球表面最主要的能量来源。太阳辐射到达地球，首先进入大气圈。在经过大气时，平流层中的臭氧能强烈地吸收波长较短的紫外线；对流层中的水汽和二氧化碳等主要吸收波长较长的红外线；但能量最多的可见光却很少被大气吸收。所以大部分可见光能够穿透大气射到地面上来。可见，大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的（约为19％）。
当太阳辐射到达地面后，地面吸收了近一半（约为 47％）的太阳辐射能量（图略），地面温度增高，同时地面也以电磁波的形式向外辐热量。地面辐射的能量主要集中在红外线部分，属于长波辐射。地面辐射极易被对流层中的水汽和二氧化碳所吸收。据观测，近地面的大气能够吸收地面辐射的75％～95％。可见低层大气增温的直接热源是地面辐射。
（二）气温的日变化、年变化和水平分布
气温是指大气的温度。我国气温的单位统一使用摄氏度（℃）。
在同一地点，由于地球的自转使太阳辐射强度发生昼夜更替，从而导致气温日变化。一天之中，最低气温出现在日出前后。随后气温逐渐升高，直至午后2点左右达到最高。以后开始逐渐降低，直到次日日出前后气温又降到最低。同一地点的气温因地球公转引起的季节变换而发生气温的年变化。气温的年变化通常用多年来各月平均气温的变化来表示。就北半球来说，大陆上最高月平均气温出现在7月（海洋上为8月）；大陆上最低气温出现在1月（海洋上为2月）。一年中最高月平均气温与最低月平均气温之差反映出一地在一年中气温变化的幅度，是划分气候类型的重要依据。
气温的水平分布是指一定时期内不同地区的气温状况。通常用1月与7月的月平均气温分布状况反映各地区气温的差异。总的来看，无论是南半球还是北半球，也无论是1月还是7月，气温都是从低纬度地区向两极递减。这是因为太阳辐射能量随纬度升高而减少的缘故。但是等温线的分布并不完全与纬线平行，这说明气温分布除了主要受太阳辐射的影响外，还与大气运动、地面状况等因素有密切关系。南半球的等温线比北半球的等温线平直且更接近平行纬线，这是因为南半球海洋面积广阔，而海洋表面的物理性质比较均一。