直接太阳辐射的强弱同太阳高度角、大气透明度、云况、海拔高度等因素有关，其中前两者是主要因素。

①太阳高度角的大小不同，地表单位面积上所获得的太阳辐射量也就不同。太阳高度角越小，等量的太阳辐射散布的面积就越大，因而单位面积上所得到的太阳辐射量就越小；反之，则单位面积上所得到的太阳辐射量就越大。太阳高度角大小不同，太阳辐射经过大气的路程长短和受到大气削弱的多少不同，因而到达地面的直接辐射也就不同。太阳高度角越小，太阳辐射经过大气的路程越长，受到大气削弱的越多，到达地面的直接辐射就越少；反之，则到达地面的直接辐射就越多。②大气透明度对直接辐射的影响也很重要，大气中所含的水汽、尘埃、杂质越多，透明度就越小，因而太阳辐射受削弱越强，直接辐射越少；反之，则越多。③云量对直接辐射影响很大，阴天时，直接辐射不能到达地面；晴天时云量少，则直接辐射增强。④海拔高度对直接辐射也有很大影响，高度增加，入射路程缩短，大气透明度增大，因而，直接辐射增强。例如，青藏高原的总辐射很强，主要原因在于直接辐射较强。

由于大气对不同波长的削弱程度不同，因此，到达地面的太阳直接辐射光谱与大气上界太阳辐射光谱分布显著不同。太阳直接辐射的观测采用带太阳跟踪功能的直接辐射计进行。