Le soleil émet de l'énergie sur un large spectre de longueurs d'onde. La fraction qui atteint l'atmosphère et la surface terrestres est le rayonnement solaire. Il comprend les ultraviolets, la lumière visible et le proche infrarouge.

Environ 30 % du rayonnement solaire incident est réfléchi vers l'espace par les nuages, l'atmosphère et la surface terrestre. Le reste est absorbé, ce qui contribue au réchauffement de la planète et alimente les circulations atmosphériques et océaniques. La quantité de rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère varie légèrement en fonction de l'activité solaire et des cycles orbitaux de la Terre.

En surface, l'intensité du rayonnement solaire dépend de la latitude, de la saison, de l'heure, de la nébulosité et de la clarté de l'atmosphère. Les mesures du rayonnement solaire contribuent aux études climatiques, aux applications de l'énergie solaire et à la planification agricole. Des instruments comme les pyranomètres permettent de quantifier l'énergie incidente.

Sans rayonnement solaire, le climat terrestre et la quasi-totalité des processus énergétiques de surface cesseraient.