Увеличение количества тепла, получаемого Землёй, в направлении от полюсов к экватору связано с различной геометрией поверхности Земли и углом падения солнечных лучей. Угол падения солнечных лучей на экваторе прямой и составляет 90°, тогда как на полюсах угол наклона солнечных лучей может достигать 0°, так как они попадают на поверхность Земли под углом близким к горизонтальному.
При прямом угле падения лучи солнца преодолевают меньшее количество атмосферы и могут проникать глубже в земное покрытие. Более крутые углы лучей солнца на экваторе также способствуют меньшим потерям тепла в результате рассеивания в атмосфере. Это приводит к тому, что на экваторе температуры воздуха и поверхности Земли выше, чем на полюсах.
Наклон солнечных лучей на Земле зависит от широты места, где находится наблюдатель. Чем выше находится Солнце над горизонтом, тем больше угол падения солнечных лучей и тем сильнее нагреваются нижние слои воздуха. Наклон солнечных лучей на экваторе наибольший, так как на этих широтах свет солнца падает на поверхность Земли перпендикулярно, тогда как на полюсах свет солнца падает на поверхность Земли под меньшим углом.