太阳是一个巨大的气态恒星，其表面温度约为6000℃，而其内部温度通常认为可达4000万度。太阳直径约为139万公里，表面积为6.075×1012平方公里，体积为1.42×1018立方公里，比地球约大130万倍，但是其组成物质的密度较小，只相当于地球密度的1/4强。
地球与太阳之间的距离，在一年当中是不断变化的，平均距离为1.495×1011公里。一年之内，由于地球绕日运动的椭圆形轨道，日地距离的变化达500万公里，其变化状况是：
季节 日地距离（公里）
1月1日 147001000（最小）
4月1日 149501000
7月1日 152003000（最大）
10月1日 149501000
由于日地距离的变动，到达地球表面上的太阳辐射的年变化，为太阳辐射年平均值的±3.5％。
太阳的表面温度较高，它发射出的射线，波长相应较短，所以人们也称太阳辐射为短波辐射，以区别于从地球向外发射的长波辐射。太阳辐射能在真空中传输，它的传播速度等于光速，并且具有微粒性和波动性两种特性。太阳辐射以电磁波的方式在真空中传递时，不需要任何物质做媒介。假如其传播不是在真空中时，则辐射能量将会被传播途径中的介质吸收、散射或反射而削弱。为了说明地球表面接受太阳辐射能的基本规律，首先需要明了太阳常数的含义，它是计算太阳表面能量平衡的基本依据和最高临界。
所谓太阳常数，是指位于地球的大气层外，在日地平均距离上，垂直于太阳射线的1平方厘米面积上，每分钟所接受的太阳辐射能数值。长期以来，太阳常数被近似地认为是1.9卡/平方厘米·分；也有人取作为2.0卡/平方厘米·分。在50年代全球范围内组织的国际地球物理年中，确定太阳常数等于1.98卡/平方厘米·分。但最近的观测表明稍小于此值，介于1.94～1.95卡/平方厘米·分之间。70年代以来，由于火箭和高空气球的探测，将太阳常数订正为1.94卡/平方厘米·分。
1968年，美国航空和宇宙航行局（NASA）应用X—15火箭和低空飞机，多次测定了太阳常数，其测定结果为：
应当指出，对于许多研究者来说，更为重要的不是太阳常数的理论真值，而是它的条件值，即相当于抵达大气对流层顶的太阳辐射能数值，这对于实用的目的而言，是十分便利的。目前这个条件值通常采用1.90～1.92卡/平方厘米·分。
确定了太阳常数值后，便不难推算出整个地球表面所截获的太阳辐射能总值。这个总值等于太阳常数与正对太阳时地球最大截面积的乘积。地球的最大截面积可以根据其半径计算出来，约为1.3亿平方公里，因此所截获的太阳辐射能总量为2.5×1018卡/分。事实上，地球并非是一个垂直于太阳射线的平面圆盘，而是一个旋转的椭圆体，其实际表面积是该截面积的4倍，这样每平方厘米平均所收入的太阳辐射能，只能是太阳常数的1/4。
到达大气上界的太阳辐射能，其数量的大小已如上述，是用太阳常数表达的。处于此种状况下太阳辐射的光谱分布又是如何的呢？最近已较精确地分析出，它与穿过大气到达地表面以后的太阳辐射光谱分布差异很大。现将大气上界太阳辐射的光谱列于表5—4。
通过对于太阳常数及其光谱分配的了解，对于穿过大气抵达地球表层后的太阳辐射数量与光谱分配，就具备了一个可供对比的标准，这对于进一步考虑能量平衡尤其是对绿色植物的光合作用等，有极大价值。
（二）能量接收的一些基本概念
由太阳发射出的太阳辐射能，在抵达地球绕太阳运动的轨道时，其数值为S0/l2，其中S0为太阳常数，l为给定时间的日地距离与平均日地距离的比值。这样，在地球的水平面上，如果暂不涉及地球表面外围的大气层及其它因素的干扰，则它所接受的太阳辐射能数值为：