測得的表面溫度會上升或下降，直到再次達到吸收的太陽輻射（ASR） = 地球長波輻射輸出（OLR），而達到平衡。
本節摘自溫室效應。
當行星大氣中的溫室氣體將行星表面電磁輻射的部分熱量捕獲，而提高行星的氣溫時，就發生所謂的溫室效應（）。此過程發生的原因是因為恆星發射的穿過溫室氣體，而行星所反射的長波輻射有部分被溫室氣體吸收，當行星大氣中溫室氣體增加後，更進一步降低行星向太空排放輻射的速度，結果是行星的平均表面溫度會因而升高。
如果地球沒有溫室效應，其平均表面溫度會變成約−18°C (−0.4 °F)，但由於有溫室效應存在，而導致20世紀的平均氣溫約為14°C (57°F)，或是近來的平均氣溫約為15°C (59°F)。地球除有自然存在的溫室氣體之外，人類開採及燃燒化石燃料後，還增加大氣中二氧化碳和甲烷的濃度。
由於此緣故，全球自第一次工業革命以來的氣溫已經升高約1.2°C (2.2°F)，全球平均地表氣溫自1981年以來以每十年升高0.18°C （0.32°F）的速度進行中。
地球內部熱源及其他輕微影響
來自地球內部的地熱流估計有47太瓦，
光合作用也有顯著影響：估計有140太瓦（或約佔0.08%）的輸入能量被光合作用捕獲，為植物提供能量以生產生物質。
地球海水上層幾公尺處所蘊藏的熱能比整個大氣層還要多。液態海水在地球表面輸送大量此類能量，與大氣的作用相似。在有利於海水發生下沉流或上升流的條件下，顯熱也會進出海洋深層。
自從1970年起持續進行的全球暖化在地球上累積的額外能量，其中90%以上都儲存在海洋中。) 至少20倍。這些變化主要表現為溫度（T）、雲（C）、水蒸氣（W）、氣膠（A）、微量溫室氣體（G）、陸地/海洋/冰面反射率（S）等方面的可觀察變化，以及其他可能的因素，如日曬 (I) 的微小變化。然後地球的變暖/冷却速率可通過分析選定時間段 (Δt) 内與這些屬性相關的淨能量變化 (ΔE) 來計算。：
:
\begin{align}
\Delta E / \Delta t &= ( \ \Delta E_T + \Delta E_C + \Delta E_W + \Delta E_A + \Delta E_G + \Delta E_S + \Delta E_I +... \ ) / \Delta t \\
\\
&= ASR - OLR.
\end{align}
此處的ΔET代表普朗克回應（Planck response），當溫度上升時，由於其對地球長波輻射輸出強烈的直接影響，因此為負值。。
氣候強迫很複雜，因為它們可產生直接和間接的反饋，而將原始強迫增強（正反饋）或是削弱（負反饋）。這些通常隨著溫度變化而發生。由於水蒸發變化和克勞修斯-克拉伯龍方程，水蒸氣趨向對溫度變化呈現正反饋。由於溫室效應進一步增強，水蒸氣增加會導致ΔEW為正值。冰反照率變動會造成較慢的反饋。例如由於氣溫上升，導致，使得該區域的反射率降低，而吸收更多能量，繼而冰融化速度更快，而對ΔES產生正影響。
地球反照率中雲的作用約佔一半，是氣候系統內部變化中一種重要表現形式。
地球能量失衡（EEI）
（GFDL）的CM4/AM4氣候模型進行演算，結論是僅由地球內部氣候變異對此趨勢產生的影響，其可能性少於1%。
包括（TRMM）和在內取得的數據，顯示全球降水量有所增加（由離開地表潛熱通量增加而達成），將到達地表的長波溫室通量的部分增加抵銷掉。
而EEI絕對值估計值同樣是用最近數十年時間間隔內測得的溫度變化來計算。在2006年至2020年期間的EEI約為+0.76±0.2瓦/平方米，顯著高於1971年至2020年期間的平均值。
海水於吸收太陽能方面特別有效，因而具有比大氣高甚多的總熱含量。科學界的研究船和觀測站自1960年之前就開始對全球各地的海水溫度進行採樣。此外於2000年之後，有由3,000多個Argo計劃浮標組成的網路（且數量規模持續擴大）開始測量海洋熱含量變化(ΔOHC) 。ΔOHC至少自1990年起一直以穩定或加速方式成長。 ΔOHC佔EEI中的最大部分，海洋迄今已吸收淨輸入剩能量的90%以上：大部分熱量吸收是透過融化冰和永久凍土的方式，或是將土壤中更多的水蒸發來達成。
大地與水文測量
與陸地冰損失的質量（吉噸，十億噸，圖左數字）及導致海平面上升的程度（公釐，圖右數字）。]]
自1994年開始的觀測，顯示全球各地的冰覆蓋已加速退縮。這些變化對地球的幾何形狀和重力產生可測量的變化。
利用重力回溯及氣候實驗衛星（GRACE）的重力觀測推斷出地球水圈和冰凍圈內水質量分佈的變化。使用熱膨脹、鹽度變化和其他因素的計算模型，將此類數據與海面地形和進一步的海道測量進行比較，由此獲得的ΔOHC和EEI估計值與其他（大部分）獨立評估比較，顯示在可接受的不確定範圍下有一致的結果。
作為氣候變化指標的重要性
發生原因極為重要。
參見
*
- 行星平衡溫度
- 氣候敏感度
- 氣候臨界點
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參考文獻
外部連結
*[http://earthobservatory.nasa.gov/Features/EnergyBalance/page6.php NASA: The Atmosphere's Energy Budget]
*[http://ceres.larc.nasa.gov/ Clouds and Earth's Radiant Energy System (CERES)]
*[http://gewex-srb.larc.nasa.gov/ NASA/GEWEX Surface Radiation Budget (SRB) Project]
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