地球上一天之内、一年之内的冷暖变化，与日地距离的远近无关，而与太阳光线与地平面的夹角有关。
正午12时的时候，太阳高度角最大，等量太阳辐射经过的大气路程最短，受到大气削弱最少，到达地面的太阳辐射也就最多。同时，由于太阳高度角最大，等量太阳辐射散布的面积最小，单位面积地面上获得的太阳辐射最多，因此12时太阳辐射最强。
但是，正午过后，太阳辐射虽然开始减弱，但地面获得太阳辐射的热量仍多于地面辐射失去的热量，地面温度继续增高，地面辐射继续增强，气温将继续增高。
随着太阳辐射继续减弱，在某一时刻，地面获得的太阳辐射的热量开始少于地面辐射失去的热量时，也就是当地面热量由盈余转为亏损的时候，地面温度将达到一天内的最大值。此时为午后13时左右。
接下来，地面再通过辐射、对流、湍流等方式将热量传给大气，这还需要一个过程，因此要等到午后14时左右，气温才达到最大值。
因此，一天中，最高气温出现在午后14时。
14时以后，太阳辐射逐渐减小，地面温度降低，气温也随之降低，日落后，没有太阳辐射收入，只有热量支出，地面温度继续降低，一直到第二天日出前后，重新有太阳辐射收入的时候，气温达到一天中的最低值。
因此，一天中，最低气温出现在日出前后。