Atmosféra, jej zloženie a niektoré fyzikálne vlastnosti súvisia so slnečným žiarením. Slnečné žiarenie katalyzuje mnohé reakcie prebiehajúce v atmosfére. Autotrofné organizmy v procese fotosyntézy z oxidu uhličitého a vody s pomocou slnečnej energie vytvárajú sacharidy a kyslík. Zloženie atmosféry je teda ovplyvňované fixáciou oxidu uhličitého z atmosféry a uvoľňovaním kyslíka do atmosféry. Väčšia časť žiarenia zo Slnka prechádza cez atmosféru. Určitý podiel tvorí škodlivé krátkovlnné ultrafialové žiarenie, ktoré je z veľkej časti zachytávané ozónovou vrstvou. Slnečné lúče, ktoré dopadajú na zemský povrch, ho ohrievajú, pričom sa časť tepelného žiarenia odráža späť do atmosféry. Spätnému prenikaniu tepelného žiarenia do kozmu bránia niektoré plyny obsiahnuté vo vzduchu. Sú to napr. oxid uhličitý, vodná para, metán. Tento jav nazývame skleníkový efekt. Pre živé organizmy je za normálnych okolností pozitívnym javom, pretože zmierňuje teplotné výkyvy medzi dňom a nocou. Slnečná energia sa pri nerovnomernom ohrievaní zemského povrchu stáva zdrojom kinetickej energie vzduchu (vetra). Pohyb vzdušných más (vietor) zas naopak podporuje rovnomernosť zohriatia.