Po tym, jak promieniowanie słoneczne przechodzi przez atmosferę, jego intensywność i rozkład energii spektralnej zmieniają się. Energia promieniowania słonecznego docierająca do ziemi jest znacznie mniejsza niż energia górnej atmosfery. W widmie słonecznym rozkład energii jest prawie wymarły w regionie widma ultrafioletowego, zredukowany do 40% w regionie widma widzialnego i zwiększony do 60% w regionie widma podczerwieni.
W górnej granicy ziemskiej atmosfery całkowite dzienne promieniowanie jest największe na półkuli północnej podczas przesilenia letniego, a rozkład od bieguna do równika jest stosunkowo jednolity; podczas przesilenia zimowego całkowite dzienne promieniowanie na półkuli północnej jest najmniejsze, z zerem w kole polarnym i największą różnicą między północą a południem. Sytuacja jest odwrotna na półkuli południowej. Podczas równonocy wiosennej i równonocy jesiennej rozkład całkowitego dziennego promieniowania jest proporcjonalny do cosine szerokości geograficznej. Obszar między Tropic of Cancer i Tropic koziorożca ma największą całkowitą dzienną promieniowanie dwa razy w roku, z niewielkimi zmianami rocznymi. Im większa szerokość geograficzna, tym większa zmiana całkowitego dziennego promieniowania.
Rozkład globalnego rocznego całkowitego promieniowania docierającego do powierzchni jest w zasadzie w kształcie pasma i jest niszczony tylko na niskich szerokościach geograficznych. W regionie równikowym, ze względu na pochmurne warunki, całkowite roczne promieniowanie nie jest najwyższe. W subtropikalnym pasie półkul północnej i południowej, zwłaszcza w pustynnych regionach lądu, całkowite roczne promieniowanie jest stosunkowo duże, a maksymalna w północno-wschodniej Afryce.
