天氣的形成
太陽
太陽，天氣的創作者，在太陽係中心已經熊熊燃燒了幾十億年。在它的核心，溫度高達27，000，000°F(15，000，000℃)。無數氫核相互碰撞聚合，形成氦核並產生巨大的能量，其中的大部分以每分鍾6×1027卡路裏熱量的速度從太陽中被釋放出來。
太陽釋放的總能量中，地球僅僅得到其中的大約20億分之一，部分原因是兩個星體相距大約93，000，000英裏(150，000，000千米)，部分是因為地球表麵積比較小。剩餘的能量則散失在宇宙中。那些到達地球的能量，盡管很少，但足夠加熱地球，它維持了生命的繁榮，並為大氣提供能量，形成我們所知道的天氣。
地球吸收不同波長的太陽光譜。一些是來自可見光的短波能量。一些是植物通過光合作用生長所必需的紫外線能量。這種能量一旦被吸收，一部分就會被地表和在其上的所有物體反射回大氣並進入太空。對太陽能的反射能力被稱為反射率。
太陽怎樣使地球變熱
紅外波長的輻射使地球變熱。光能被地球吸收，然後以長波的紅外輻射形式進入大氣，在那幅它被雲、二氧化碳(CO2)和其他微量氣體吸收。之後大氣把其中一部分能量輻射向太空，一部分返射回地表，逐漸形成熱量。這個自然的加熱過程被稱為溫室效應。
地球不斷運行著以平衡自身的溫度，其散失與吸收的熱量終將平衡。
白天地球吸收熱量比散失的多，在晚上它繼續放射熱量，在這個過程當中地表漸漸冷卻下來。從太陽吸收的能量大約有21％以這種方式散失。
大約有27％的到達地球的太陽能以傳導或對流的形式傳播開來。傳導是當物體被加熱時，物體裏相對移動快的分子把能量直接傳送給另一個分子的過程。土地和水就以這種方式慢慢地傳播它們的熱量。對流是在液體或氣體裏，通過分子運動進行的熱量傳播，也是雲形成的一種方式。空氣被地表加熱，所以它的分子運動速度較快，傳播得更遠，占據更多的空間。比較溫暖的輕空氣上升得較高，並分散直到冷卻至它的凝固點——雲就形成了。
地球運動
地球是一顆赤道微凸兩極略扁的行星。它以每秒185英裏(298千米)的速度繞太陽公轉。公轉軌道長583，820，580英裏(193，568，147千米)。這樣，地球公轉一周需要365天5小時48分46秒。公轉軌道是橢圓形而非圓形，太陽正位於軌道中心附近，因此，北半球在1月份比7月份更接近太陽。然而，北半球在1月份卻是最冷的時期。很明顯，這種橢圓形的軌道結構並不是形成各種季節的決定因素。
地球在公轉的同時，還繞地軸自西向東自轉。地軸是一條假想的穿過南北兩極點的直線。自轉周期為24小時——運行一天。赤道(行星上最寬的部分)上的任何一處都是以每小時24萬英裏(39，000千米)的速度轉動，這種轉動速度在向兩極方向上不斷減弱，直到兩極點線速度為零。
地軸並不垂直於它橢圓形的平麵：它形成一個235度的傾斜角。正是由於這一角度及運轉軌道，使地表的不同部分朝向太陽，形成季節的變換。
依據加熱地表的太陽能能量多少，地球呈現出不同季節。除了地球兩極點與太陽等距離時的春分、秋分兩點外，始終是一個極點偏向太陽，另一個極點遠離太陽。當北極偏向太陽時，北半球受太陽光照射更直接，每天日照更長。熱能積聚的結果就形成了我們所說的夏季。與此同時，南半球正值冬天：南極偏離太陽，所受太陽光照射時間短，以低角度照射的太陽光線強度減弱。
如果地軸沒有傾斜將會怎樣呢?如果軸線平行於地球橢圓表麵，那麼長達一周白晝的最熱的夏季將出現在兩極；假設地軸垂直於橢圓軌道表麵，赤道處得到的光線會更強烈，並伴隨緯度的升高而減弱，除兩極外所有的地方晝夜平分，並且不會產生季節性的變化。
無論何時，地球上一半是白晝，一半是黑夜。偏向太陽的極點每年至少在一次的自轉中受到24小時照射。然而由於地球的形狀、地軸的傾斜以及地表凹凸不平的影響，使得在任何一個季節裏，高緯度地帶都會因光線入射角過低，而很難甚至得不到一點熱量。另一方麵，熱帶地區因太陽光線終年直接照射而吸收或多或少的持續太陽能。
大氣
我們的氣候形成於包圍在地球周圍的多層的大氣結構之中。大氣層的厚度為600英裏(996千米)。與地球7928英裏(12，759千米)長的直徑相比，大氣就像對著台球呼一口氣所形成的薄霧一樣。然而，在地球和對人體有害的太空之間，也幸好有這一層薄薄的大氣層。大氣層吸納著我們生命所必需的氧氣、水汽，防止地球被太陽發出的紫外線烤幹。大氣層也保護著地球，防止它遭受流星雨的襲擊。每年，有數十萬噸的宇宙碎片以某一角度進入大氣層，但其中許多碎片都在大氣層中跳躍(就像打水漂時，在水麵上飛行的石頭一樣)。而另外一些則在大氣層中燒毀了。月球，正是由於沒有大氣的保護，不斷遭受宇宙碎片的襲擊，形成了坑坑窪窪的表麵。