Ο ήλιος εκπέμπει ενέργεια σε ένα ευρύ φάσμα μηκών κύματος. Το μέρος που φτάνει στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια της Γης είναι η ηλιακή ακτινοβολία. Περιλαμβάνει το υπεριώδες, το ορατό και το εγγύς υπέρυθρο φως.

Περίπου το 30% της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας ανακλάται πίσω στο διάστημα από τα σύννεφα, την ατμόσφαιρα και την επιφάνεια. Το υπόλοιπο απορροφάται, θερμαίνοντας τον πλανήτη και ενεργοποιώντας την ατμοσφαιρική και ωκεάνια κυκλοφορία. Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στην κορυφή της ατμόσφαιρας ποικίλλει ελαφρώς ανάλογα με την ηλιακή δραστηριότητα και τους τροχιακούς κύκλους της Γης.

Στην επιφάνεια, η ένταση εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, την εποχή, την ώρα της ημέρας, την νεφοκάλυψη και την ατμοσφαιρική καθαρότητα. Οι μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας υποστηρίζουν τις κλιματικές μελέτες, τις εφαρμογές ηλιακής ενέργειας και τον γεωργικό σχεδιασμό. Όργανα όπως τα πυρανόμετρα ποσοτικοποιούν την εισερχόμενη ενέργεια.

Χωρίς την ηλιακή ακτινοβολία, το κλίμα της Γης και σχεδόν όλες οι επιφανειακές ενεργειακές διεργασίες θα σταματούσαν.