La energía hace posible la existencia de vida en la Tierra. Cada fenómeno biológico tiene un componente energético.
Todo el mundo está familiarizado con el hecho que la luz y el calor solar son los responsables de la existencia de la vida, pero no todo el mundo sabe que la Tierra y su atmósfera irradian hacia el espacio una cantidad de calor aproximado igual a la recibida. Si esto no ocurriese, el planeta se calentaría demasiado y pronto se convertiria en estéril.
Parte del calor llegado a la superficie terrestre proviene de su interior por flujo térmico, magmatismo, etc, pero su cantidad es despreciable en lo que se refiere al balance energético total.
El calor que llega desde el Sol (3.3 102 cal/m2 s) se concentra principalmente en latitudes bajas, mientras que, por otro lado, la radiación que libera la Tierra es mucho más uniforme. La corrección del desequilibrio que se produce entre la radiación que entra y sale de la Tierra a diferentes latitudes está directamente relacionada con la transmisión del calor en el seno de la biosfera .
El calor de una superficie se puede transferir por conducción, convección o como radiación electromagnética. La conducción carece de importancia en la atmósfera, en cambio, la convección es muy importante en los océanos y en la atmósfera, mientras que la transferencia de calor por la radiación electromagnética es la única forma en la que esta energía puede viajar por el espacio, y así es como llega la energía solar a la Tierra, con unas longitudes de onda comprendidas entre 0,17 y 4 micrometros.
La atmósfera absorbe, de forma selectiva, las distintas longitudes de onda de la radiación solar. Así, en la ionosfera o termosfera se absorben las radiaciones de onda corta y alta energía (rayos X y gamma). En la ozonosfera se absorbe gran parte de la radiación ultravioleta , especialmente la de mayor energía y efectos más letales para la vida. Sin embargo, las ondas correspondientes al espectro visible atraviesan la atmósfera y alcanzan la superficie terrestre, sin producir calentamiento aparente de aquella. Las radiaciones infrarrojas de menor energía, son absorbidas por el CO2, vapor de agua y otros gases atmosféricos y producen un aumento de la temperatura .
