Al mismo tiempo que la atmósfera absorbe la radiación de onda larga en el suelo, irradia energía hacia afuera de una manera radiante. La forma de irradiación de energía de la atmósfera hacia afuera se llama radiación atmosférica. Debido a que la temperatura de la atmósfera en sí es baja y la longitud de onda de la energía radiante radiada es más larga, también se llama radiación atmosférica de onda larga. La dirección de la radiación atmosférica es tanto hacia arriba como hacia abajo. La parte descendente de la radiación atmosférica es justo opuesta a la dirección de la radiación solar, por lo que se denomina radiación inversa atmosférica. La radiación inversa atmosférica es una fuente importante de calor en el suelo.
Debido a la existencia de radiación inversa atmosférica, la pérdida de calor real en el suelo es menor que la liberada por la radiación solar en el suelo. Este efecto de aislamiento de la atmósfera se llama el efecto invernadero atmosférico. Este efecto de preservación atmosférica del calor eleva la temperatura cercana a la superficie en aproximadamente 18 oC. Debido a que la luna no tiene una atmósfera como la tierra, la temperatura en su superficie cambia drásticamente día y noche. La temperatura de la superficie durante el día puede llegar a 127 oC, y puede bajar a -183 oC por la noche.
