Ziemia otrzymuje energię słoneczną w postaci promieniowania słonecznego. Promieniowanie to składa się z promieniowania ultrafioletowego, widzialnego i podczerwonego. Ilość promieniowania słonecznego docierającego do danego miejsca zależy od kilku czynników, takich jak położenie geograficzne, pora dnia, pora roku, zasięg terenu i lokalna pogoda. Ponieważ ziemia jest okrągła, promienie słoneczne padają na powierzchnię ziemi pod różnymi kątami. Kiedy promienie słoneczne są pionowe, powierzchnia ziemi otrzymuje maksymalną możliwą energię.
Przenikanie promieniowania słonecznego przez atmosferę (Błażejczyk 2004)
Promieniowanie słoneczne, które dociera do powierzchni ziemi bez rozpraszania, nazywane jest promieniowaniem słonecznym bezpośrednim. Mierzy się go przyrządem zwanym pirheliometrem. Kiedy światło słoneczne przechodzi przez atmosferę, jego część jest pochłaniana, rozpraszana i odbijana przez cząsteczki powietrza, opary wody, chmury, kurz i zanieczyszczenia. Nazywa się to rozproszonym promieniowaniem słonecznym. Rozproszone promieniowanie słoneczne nie ma unikalnej ścieżki.
Suma bezpośredniego i rozproszonego promieniowania słonecznego nazywana jest promieniowaniem całkowitym lub globalnym promieniowaniem słonecznym. Pyranometr służy do pomiaru całkowitego promieniowania.
Słońce jest najważniejszym źródłem energii w naszym systemie. Źródłem energii słonecznej jest proces syntezy termojądrowej zachodzący w jądrze Słońca. Ta energia jest wysyłana ze słońca we wszystkich kierunkach, a ułamek tej energii dociera do Ziemi.