Günəş şüaları Yer səthinə düşür, səth örtüyü qızır. Səthdən ayrılan istilik ilə havanın aşağı qatları isinir. Yer səthindən uzaqlaşdıqca hava tədricən soyuyur. Temperatur hər 100 m-də təqribən 0,6°C aşağı düşür, bu, atmosferə xas olan mühüm coğrafi qanunauyğunluqlardan biridir.
Havanın temperaturu ekvatordan qütblərə doğru, yəni üfüqi istiqamətdə də dəyişir. Bunun səbəbi Günəş şüalarının Yer səthinə müxtəlif bucaq altında düşməsi və Yer səthinin qeyri-bərabər qızmasıdır. Günəş şüalarının böyük bucaq altında düşdüyü tropik enliklərdə Yer səthi daha çox, kiçik bucaq altında düşdüyü qütbyanı enliklərdə isə az qızır.
Havanın temperaturu il ərzində dəyişir. Şimal yarımkürəsində ən yüksək temperatur iyul ayında, ən aşağı temperatur yanvarda, Cənub yarımkürəsində isə əksinə müşahidə olunur. İqlim xəritələrində eyni temperaturları birləşdirən xətlər izotermlər adlanır.
Yer üzərində uzun illər ərzində müşahidə edilən ən yüksək temperatur mütləq maksimum, ən aşağı temperatur isə mütləq minimum adlanır. Dünyada mütləq maksimum temperatur Liviyanın Tripoli şəhəri yaxınlığında +58,1°C, Qərb yarımkürəsində isə ABŞ-ın Ölüm Dərəsində +56,7°C qeydə alınmışdır.
Mütləq minimum temperatur 2013-cü ildə Antarktidada Yaponiya mütəxəssisləri tərəfindən -91,2°C qeydə alınmışdır (Fudzi gümbəzi stansiyası). Şimal yarımkürəsində isə ən aşağı temperatur Rusiya Federasiyasının Oymyakon şəhərində -72°C müşahidə olunmuşdur.