太陽和地球的輻射是地球系統的主要能量源及匯，太陽的短波輻射與地球大氣的長波輻射；當它們在大氣中傳播時與大氣及地面互相作用產生吸收，散射與反射 。另外地面與大氣的輻射能量收支不平衡使地面和空氣的溫度發生變化，形成熱源與冷源推動了大氣的運動和變化。因而研究天氣變化和氣侯形成及演變必須要對大氣輻射有充份的了解。再者氣象衛星和遙測技術的開發皆以輻射理論為基礎，因而大氣輻射學為大氣科學系學生所必備的。