因为地球表面的热量来自太阳的辐射，地球低层大气中，含有较多的二氧化碳、水分等易吸热物质，但是这些物质对太阳的短波辐射几乎是透明的无吸收能力。因此太阳的短波辐射可以直接到达地面，地面在接受太阳辐射的同时，又向外进行地面辐射，地面辐射是长波辐射，低层大气几乎能全部吸收，而高层地区便无法获得足够多的辐射。因此离地面越近的大气层，吸收地面辐射热量就越多，气温就越高，相反，离地面越高的大气层吸收地面辐射的热量就越少，气温也就越低。