האנרגיה של קרינת השמש המגיעה לגבול העליון של האטמוספרה של כדור הארץ נקראת כמות קרינת השמש האסטרונומית. כאשר כדור הארץ ממוקם במרחק הממוצע בין השמש לכדור הארץ, האנרגיה הכוללת של קרינת השמש המתקבלת על ידי אזור היחידה של הגבול העליון של כדור הארץ בניצב אל קרני השמש לכל יחידת זמן נקראת קבוע השמש. היחידה הנפוצה של קבוע השמש היא וואט/מטר². בשל שיטות תצפית וטכניקות שונות, הערכים הקבועים השמש שהושגו שונים. הערך הקבוע השמש הוא 1368 וואט/מטר 2. קרינת שמש היא סוג של קרינת גל קצר.
התפלגות הקרינה הכוללת השנתית הגלובלית המגיעה לפני השטח היא בעצם בצורת פס, והיא נהרסת רק בקווי רוחב נמוכים. באזור המשווני, בשל תנאים מעוננים, הקרינה השנתית הכוללת אינה הגבוהה ביותר. בחגורה הגבוהה הסובטרופית של חצי הכדור הצפוני והדרומי, במיוחד באזורים המדבריים של היבשת, הקרינה השנתית הכוללת גדולה יחסית, והערך המרבי הוא בצפון מזרח אפריקה. התפלגות קרינת השמש באטמוספרה העליונה נקבעת על ידי המיקום האסטרונומי של כדור הארץ, ונ הנקראת קרינה אסטרונומית. האקלים שנקבע על ידי קרינה אסטרונומית נקרא אקלים אסטרונומי. האקלים האסטרונומי משקף את הפרופיל הבסיסי של ההפצה המרחבית ואת השינוי הזמני של האקלים העולמי.
