太阳辐射是自然界中各种物理过程和生态系统能量的主要能量来源，是驱动天气、气候形成和演变的基本动力，是维持地球气候系统及生态系统能量平衡的重要因子，是人类可开发、利用的重要自然资源。到达地面的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射两部分。直接辐射是指以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射能，散射辐射是指经过大气散射到达地面的辐射能。

太阳是一个电磁辐射源，是被动遥感最主要的辐射源。太阳中心温度15×10⁶开尔文，表面温度6000开尔文，太阳辐射的总功率为3.826×10²⁶瓦，太阳表面的辐射出射度为6.284×10⁷瓦/米²，太阳的辐射波谱从X射线一直延伸到无线电波，是一个综合波谱。

下表为太阳辐射能各谱段的百分比。从表中可见，太阳辐射的大部分能量集中于近紫外-中红外（0.31～5.6微米）区间内，占全部能量的97.62%。其中，可见光占43.50%、近红外占36.80%。在此光谱区内太阳辐射的强度变化很小，可以当作很稳定的辐射源；而X射线、γ射线、远紫外、远红外及微波的太阳辐射能小于1%，它们受太阳黑子和耀斑的影响，强度变化很大，主要影响地球电离层或通信。

到达地球大气外边界的太阳辐射，约30%被云层和其他大气成分返回太空；约有17%的太阳能入射辐射被地球大气吸收；还有22%被散射并成为漫射辐射到达地球表面。因此，在进入地球外边界的太阳辐射中仅有31%作为直射太阳辐射到达地球表面。

下图描绘出了黑体在5800开尔文时的辐射曲线，在大气层外接收到的太阳辐照度曲线以及太阳辐射穿过大气层后在海平面接收的太阳辐照度曲线。

太阳辐射照度分布曲线

从图中可见，地球大气层以外的太阳光谱辐射照度曲线为平滑的连续光谱曲线，它近似于6000开尔文的黑体辐射曲线，但由于大气的影响（主要指大气成分的吸收作用）使太阳的光谱结构变得复杂。

地面接收的太阳辐照度与太阳天顶角有关，在忽略大气损失的情况下，可近似认为地面辐照度与成正比，即：

…（1）

式中为太阳常数；为太阳天顶角（与法线的夹角）。当为某地正午时分太阳天顶角时，为到达某地的最大地面辐照度。

由于地球的公转与自转，到达地球任一点的太阳总辐射随时间呈现近似正弦形式的变化为：

…（2）

式中为日出到时刻的时间间隔；为理论日照时数。

太阳天顶角随纬度、季节和时间等因素而变化，可通过下式计算：

…（3）

式中为地理纬度；为太阳赤纬；为太阳的时角。

表示季节变化对天顶角的影响，表示一天内天顶角随时间的变化。高纬度地区大，所以天顶角随季节的变化较大，而随日变化较小；低纬度地区则相反，小，大，天顶角随季节变化不大，而随日变化较大。这就是说，太阳辐照度是太阳天顶角和纬度的函数。地面接收的太阳辐射照度还与大气的吸收即散射有关。此外，地物的电磁波谱辐射特性，也与太阳的照射有关。