Quasi tutti i fenomeni meteorologici sono causati dal modo con cui si distribuisce il calore. Essi dipendono anche dall'inclinazione dell'asse terrestre, che provoca le stagioni, e dalla distribuzione degli oceani, che immagazzinano il calore solare e rendono il clima più moderato. Le regioni lontane dagli oceani hanno un clima più rigido, con inverni freddissimi ed estati caldissime, e possono anche essere più aride.
Le calde regioni tropicali sono tradizionalmente quelle comprese tra le latitudini di 23,5° nord e sud, cioè tra quelle linee (paralleli) note come "tropico del cancro" e "tropico del capricorno". In quelle regioni a cavallo dell'equatore, in qualunque punto esiste almeno un giorno dell'anno in cui il Sole si trova esattamente allo zenit. Viceversa, le regioni polari sono quelle regioni a nord del circolo artico e a sud del circolo antartico (con latitudine maggiore di 66,5°), dove almeno un giorno durante l'inverno il centro del Sole si trova al di sotto dell'orizzonte. Sono le regioni in cui si ha la "notte polare" al culmine dell'inverno, e dove difficilmente le piante riescono a sopravvivere. Al culmine dell'estate, in quelle regioni polari i giorni sono molto lunghi, ma i raggi del Sole sono così obliqui che la loro efficienza di riscaldamento è minima.
L'energia termica inviata dal Sole è quella che produce gli effetti climatici, ma anche la presenza dell'atmosfera gioca un ruolo importante. Il calore che arriva sul terreno non rimane dove è stato depositato. Prima o poi il suolo caldo irradia la sua energia in forma di radiazione infrarossa. Questi raggi infrarossi, a loro volta, non arrivano molto lontano, poiché vengono riassorbiti dai "gas di serra" come il vapore acqueo (ved. S-1 La luce del Sole e la Terra). Successivamente queste molecole di gas cedono di nuovo il loro calore, sempre come radiazione infrarossa, e alcune si spostano ancora più in alto. Per mezzo di questo processo a catena di assorbimento e riemissione, il calore gradualmente si sparpaglia, come la luce del Sole nella nebbia, fino a che una parte raggiunge quote da cui si irradia nello spazio, senza più fare ritorno.
La quota a cui questo avviene è l'inizio di uno strato atmosferico secco e stabile noto come stratosfera. La regione dell'atmosfera al di sotto di tale strato -- la regione più attiva e più umida, dove avvengono i fenomeni meteorologici -- è chiamata troposfera, e il limite tra di essa e la stratosfera è detta tropopausa.
I flussi d'aria su larga scala, vicino all'equatore
Via via che il calore si diffonde attraverso gli strati atmosferici, esso viene anche trasportato dai venti in forma di flussi d'aria calda. In generale
