انرژی خورشیدی که به سطح زمین می رسد تشعشعات فرازمینی (تشعشع خورشیدی) نامیده می شود.
آهنگ رسیدن انرژی فرا زمینی به واحد سطح در زمین برحسب w/m متر مربع است که بطور متغییرمربوط به تشعشع ایزوله کردن یا چگالی انرژی مربوط می شود.
تشعشعات فرا زمینی(تشعشع خورشیدی) گازهای مختلف بخارات و مواد ویژه در اتمسفر زمین در معرض تغییر و یا کاهش دادن قرار می دهد. تشعشعات فرا زمینی به وسیله دو مکانیزم پراکندگی و جذب تضعیف می شوند. پراکندگی مکانیزمی است که در قسمتی از یک پرتو پراکنده می شود یعنی به وسیله مولکول های بخار آب و یا گرد و غبار در اتمسفر تضعیف شود.
مکانیزم به نوع متوسط پراکندگی و طول موج تشعشع خورشیدی بستگی دارد.(تقریبا یک اثر طبیعی پیچیده می باشد)
به هر حال این مکانیزم شناخته شده که پراکندگی و انتشار تشعشعات بیشتر برای امواج با طول موج کوتاه تر رخ می دهد و این دلیل دیدن آسمان بی رنگ آبی است .
جذب تشعشعات خورشیدی در اتمسفر عمدتاً توسط ازون (O3) صورت می گیرد.
بخار آب (H2O) و دی اکسید کربن (CO2) اشعه X و دیگر امواج طول موج کوتاه خورشید به وسیله یون های N2 و O2 و دیگر اجزای درون اتمسفر بسیار جذب می شوند.
اما این باند ها فقط در حدود 5 درصد کل طیف ها را در بر می گیرد .
این باند ها عبارت اند از : 2.36 تا m μ02 – 4.01 تا m μ 4.08 – 12.5 تا m μ 16.5- .
بنابراین پدیده جذب بوسیله آب و دی اکسید کربن باعث می شود که انرژی رسیده به سطح زمین با طول موج بزرگتر از m μ 2.3 داشته باشد.
مقدار کل انرژی خورشیدی که به زمین می رسد زیاد است .
چرخش زمین و مدار چرخش زمین به دور خورشید هر روزه به صورت فصلی صورت می گیرد.
همچنین از تداخل جوی ، ابرها ، مواد بویژه گاز ها و … عبور می کند .
زمین به دور خورشید در یک محور کمی بیضوی می چرخد.(محورهای بزرگ و کوچک آن با هم در حدود 1.7 درصد اختلاف دارند)
زمین در 21 دسامبر نزدیک ترین فاصله را با خورشید دارد که حدود n ^ 10 * 1.54 است.
دورترین فاصله در 22 ژوئن می باشد که فاصله زمین با خورشید در حدود n^10*1.54 است.
قطر خورشید در حدود 9^10*1.39 است و مماس های آن با زمین فقط با زاویه 32 دقیقه می باشد .
بنابراین برای تمام مقاصد عملی تابش های خورشیدی ممکن است هنگام برخورد با زمین موازی در نظر گرفته شود .
خورشید دارای دمای جرم سیاه در (black-body) در حدود K 5762 است .
رابطه بین خورشید و زمین و تاثیر دمای خورشید منجر به شدت تشعشعات خورشیدی می شود که تقریبا ثابت است.
ثابت خورشیدی با S نمایش می دهند و مقدار ان S=1353 m/w می باشد .
مقدار تقریبا بیضوی چرخش زمین به دور خورشید باعث می شود شدت تشعشعات واقعی خورشید کمی از ثابت خورشید با یک رنج در حدود ±3 درصد منحرف شود.
تغییرات کوچک دیگری نیز با پریودیک های مختلف روی می دهد .
تشعشعات خورشیدی از همه انواع تشعشعات پرتو افکنی می باشد که همچنین تشعشعات مستقیم نامیده می شود .
محور قطبی زمین ( محور که زمین به دور خود می چرخد ) بطور مثال با زاویه 23.45 از حالت معمولی رو به سمت خورشید (ecliptic plane Ep) ختم شده است.