Распределение энергии в солнечном спектре весьма близко к распределению энергии излучения «черного тела» или идеального излучателя при температуре 6000 К. Излучение распространяется со скоростью 3-Ю8 м/с и достигает земной атмосферы примерно за восемь минут. Значение солнечной постоянной, которая представляет собой плотность потока энергии солнечного излучения за пределами земной атмосферы на среднем расстоянии от земли до солнца в плоскости, перпендикулярной солнечным лучам, равно 1,353 кВт/м2. В течение года солнечная постоянная может изменяться на ±3,4%, что обусловлено изменением расстояния от земли до солнца.

Земля вращается вокруг солнца по эллиптической орбите, затрачивая год на каждый цикл. Угол наклона земной оси к плоскости вращения земли постоянен и равен 23°27. Видимое дневное движение солнца по небосводу, наблюдаемое в любой точке земной поверхности, циклически изменяется в течение года и определяется солнечным склонением. Склонение солнца измеряется углом между вектором, параллельным в полдень солнечным лучам и проходящим через центр земли, и проекцией этого вектора на плоскость земного экватора. Склонение солнца изменяется от 4"23°27 до - 23°27. Это вызывает сезонные изменения продолжительности дня, связанные с различием углов падения солнечных лучей на поверхность земли. На экваторе день от восхода солнца до заката длится точно 12 ч, тогда как на более высоких широтах продолжительность дня существенно изменяется в течение года. Например, на Британских островах в середине зимы день длится менее 8 ч, в середине лета - 16 ч. Это означает, что летом на Британских островах суммарный приход солнечного излучения на горизонтальную поверхность может быть больше, чем в экваториальных районах.