Os padrões climáticos na Terra são impulsionados pelo aquecimento desigual da superfície pela luz solar. O Sol é a última fonte de energia que impulsiona o vento, a chuva e as tempestades em todo o planeta. O movimento dos padrões de vento, correntes oceânicas e até mesmo o ciclo da água podem ser considerados mecanismos globais para redistribuir o calor do Sol.
Conforme a luz do sol atinge a Terra, ela transmite sua energia ao planeta, aquecendo-o. Alguns lugares da Terra, no entanto, são melhores do que outros na absorção da energia solar. O gelo, por exemplo, reflete cerca de 90% da luz do sol que o atinge. A água do mar, no entanto, absorve cerca de 90% da luz solar recebida. Desertos e nuvens tendem a ser reflexivos e difíceis de aquecer, enquanto florestas e pastagens tendem a ser escuras e absorvem o calor.
À medida que o calor é aplicado de maneira desigual em todo o globo, os diferenciais térmicos começam a se formar junto com os gradientes de pressão. Geralmente, o ar de alta pressão se apressa para se equalizar com as áreas próximas de ar de baixa pressão e as áreas de alta temperatura liberam o calor para áreas mais frias próximas. O ímpeto do ar para a frente e para trás carrega consigo as nuvens e pode ser sentido como o vento. Sob certas condições, a confluência de pressão, temperatura e umidade pode desencadear tempestades, inversões de temperatura e todos os outros fenômenos associados ao clima.
