Фізичною основою формування клімату є сонячна радіація. Найменше сумарної радіації надходить до земної поверхні в Атлантико-Європейському секторі Арктики – менше 2400 МДж/м2 рік. У цьому районі пролягають шляхи Атлантичних циклонів і тому тут переважає хмарна погода. При зменшенні широти і збільшенні висоти Сонця річні величини сумарної радіації досить швидко зростають. Уже в Україні ці величини досягають 3400 МДж/м2 у Передкарпатті, збільшуючись поступово до понад 5000 МДж/м2 на західному узбережжі Криму. Найбільша сумарна радіація спостерігається в тропічних пустелях земної кулі та поблизу екватора в Тихому океані. Тут вона перевищує 8000 МДж/м2 . Слід відмітити, що поблизу хмарного екватора сумарна радіація відносно мала. Так, на півострові Малакка вона менше 6400 МДж/м2 , на узбережжі Гвінейської затоки менше 5600 МДж/м2 , а в районі екваторіальної частини Анд навіть менше 4800 МДж/м2 . У високогірній Антарктиді переважає малохмарна погода і тому тут сумарна сонячна радіація така, як і в Україні. На решті території земної кулі розподіл сумарної радіації має зональний характер (мал. 3.4).
Однак основною характеристикою радіаційного режиму є радіаційний баланс земної поверхні, оскільки він враховує усі надходження та втрати радіаційного тепла. Найбільші величини радіаційного балансу спостерігаються у середині тропічних широт океанів і перевищують 5000 МДж/м2 , а біля північно-західного узбережжя Австралії та в Аравійському морі навіть більше 5500 МДж/м2 . На океанах в позатропічних широтах радіаційний баланс має зональний розподіл і швидко зменшується від 2500-3000 МДж/м2 на 400 широти до 400-500 МДж/м2 на межі плаваючої криги (мал. 3.6.).
Максимальні величини радіаційного балансу на материках не перевищують 3000-3500 МДж/м2 і спостерігаються в середині тропічних широт з порівняно невеликою хмарністю і значною вологістю повітря. Це басейн Амазонки, Індостан, екваторіальна східна Африка, північ Австралії. Малі значення балансу в тропічних широтах спостерігаються в пустелях через великі альбедо та ефективне випромінювання – менше 2500 МДж/м2 . Такі ж величини характерні для екваторіальних районів з постійно великою хмарністю і дощами, через що тут малі величини сумарної сонячної радіації. В Україні радіаційний баланс зменшується від 2100 МДж/м2 на півдні до 1200 МДж/м2 на північному заході. На північному узбережжі Євразії він становить близько 500 МДж/м2 . В центральних районах Арктики радіаційний баланс близько 0, а на острові Гренландія близько -100-150 МДж/м2 . В центральних районах Антарктиди радіаційний баланс найменший: -200-300 МДж/м2. Велике альбедо вічного снігу Антарктиди зводить нанівець відносно великі значення сумарної сонячної радіації. Цьому ж сприяє і велике ефективне випромінювання при великій сухості повітря.
Отже, надходження сонячного тепла залежить у першу чергу від широти місцевості. Тому радіаційні чинники клімату лежать в основі кліматичної поясності Землі.