地面辐射被大气吸收，同时大气逆辐射也能被地面吸收，这就使地面以长波形式辐射所损耗的热量得到一定的补偿（特别是大气中云层较厚或水汽含量较多时），即大气对地面起到了保温作用。这种作用类似花房中玻璃窗的保暖作用，故常称为大气的温室效应。据估计，如果没有大气，地表平均温度应为-23℃，左右，而实际地表平均温度是15℃左右。也就是说，大气花房效应使地表平均温度提高了将近38℃。
大气吸收地面长波辐射的同时，又以辐射的方式向外放射能量。大气这种向外放射能量的方式，称为大气辐射。由于大气本身的温度也低，放射的辐射能的波长较长，故也称为大气长波辐射。
大气辐射的方向既有向上的，也有向下的。大气辐射中向下的那一部分，刚好和地面辐射的方向相反，所以称为大气逆辐射。大气逆辐射是地面获得热量的重要来源。由于大气逆辐射的存在，使地面实际损失的热量比地面以长波辐射放出的热量少一些，大气的这种保温作用称为大气的温室效应。这种大气的保温作用使近地表的气温提高了约18℃。月球则因为没有象地球这样的大气，因而，致使它表面的温度昼夜变化剧烈，白天表面温度可达127℃，夜间可降至-183℃。