พลังงานความร้อนทั้งหมดที่เราได้รับบนโลกนั้นมาจากดวงอาทิตย์ เมื่อแสงอาทิตย์เดินทางมายังโลก ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์จะสะท้อนออกไปในอวกาศ ประมาณ 19 เปอร์เซ็นต์จะถูกดูดซับโดยเมฆและโมเลกุลในบรรยากาศเช่นกัน พลังงานที่เหลือ 51 เปอร์เซ็นต์จะถูกดูดซับโดยเปลือกโลก คือพื้นดินและน้ำในมหาสมุทร

พลังงานกว่าครึ่งจากดวงอาทิตย์ที่ถูกดูดซับโดยพื้นน้ำพื้นดินนี้จะค่อยๆ ถูกคายออกมา ส่วนที่อยู่ใกล้พื้นโลกก็มีความร้อนขังอยู่มาก สูงขึ้นไปพลังงานนี้ก็ค่อยๆ สูญเสียไปตั้งแต่ระดับน้ำทะเลขึ้นไปจนถึง 12 กิโลเมตรแรกเหนือพื้นดิน อุณหภูมิจะลดลงโดยเฉลี่ย 6.5 องศาเซลเซียส ต่อความสูงขึ้นไปทุกๆ 1 กิโลเมตร เมื่อถึงประมาณ 12 กิโลเมตร อุณหภูมิจะตกไปถึงประมาณ -60 องศาเซลเซียส

แต่อุณหภูมิกลับจะเริ่มอุ่นขึ้นมาอีกเมื่อขึ้นสูงไปกว่านั้น ทั้งๆ ที่ไม่ได้รับพลังงานเพิ่มจากดวงอาทิตย์ ที่เป็นเช่นนั้นเพราะในความสูงตั้งแต่ 10 กิโลเมตรขึ้นไปจนถึง 45 กิโลเมตรจะเป็นชั้นที่มีก๊าซโอโซนอยู่ ก๊าซโอโซนจะรับพลังงานยูวี แล้วแยกตัวออกเป็นก๊าซออกซิเจนกับอะตอมออกซิเจนอิสระ

โดยคายพลังงานออกมา ที่เหนือศูนย์สูตรจะมีโอโซนหนาแน่นที่สุดในประมาณระดับ 16 กิโลเมตร จึงเป็นช่วงที่เกิดพลังงานความร้อนหมุนวนในทางดิ่งผสมกัน เรียกว่า vertical mixing ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นไปเรื่อยๆ จนขึ้นไปมีอุณหภูมิสูงสุดที่ระดับประมาณ 50 กิโลเมตร แต่อุณหภูมิก็อยู่แค่ประมาณ -5 องศาเซลเซียสเท่านั้น แต่ขยับขึ้นมาจาก -60 องศาที่ 12 กิโลเมตร ก็นับว่ามาจากพลังงานมากมายพอดูทีเดียว

ค่าอุณหภูมิดังกล่าวเป็นเพียงค่าเฉลี่ยเท่านั้น แต่ละท้องที่ก็ยังมีตัวแปรอื่นที่ทำให้ค่าแตกต่างออกไปได้มากขึ้นอีก แต่คิดคร่าวๆ ว่าความร้อนคายออกมาจากเปลือกโลกในที่ต่ำๆ มีมากกว่าที่สูงๆ แม้ที่สูงๆ นั้นจะมีภูเขาอยู่ก็ตามที คิดดูมวลของยอดเขาเทียบกับพื้นโลกทั้งโลก จะได้เห็นภาพว่าความร้อนที่คายออกมาจากภูเขา แล้วแผ่กระจายออกไปยังบรรยากาศรอบข้างนั้น เทียบกันกับความร้อนที่คายออกมาจากเปลือกโลกทั้งโลกไม่ได้

นอกจากนี้อุณหภูมิอาจลดลงได้เพราะแรงโน้มถ่วงของโลกซึ่งจะส่งผลค่อนข้างชัดเจนในชั้นบรรยากาศที่ติดกับผิวโลก นั่นคือเพื่อให้อากาศอยู่ภายใต้สมดุลของพลังงานโน้มถ่วงและพลังงานจลน์ได้อย่างเสถียร ในที่ที่สูงขึ้นจากผิวโลก (จากระดับน้ำทะเล) ซึ่งมีศักย์โน้มถ่วงสูงขึ้นจะมีพลังงานจลน์น้อยลง จึงทำให้ที่บนเขาสูงมีอุณหภูมิต่ำ เพราะอากาศบนยอดเขาสูงนั้นถึงแม้จะอยู่ติดผิวดินแต่ก็อยู่เหนือผิวโลกที่เทียบกับระดับน้ำทะเล