Фізична величина, що представляє силу сонячного випромінювання, називається інтенсивністю сонячного випромінювання. Одиниця вимірювання - Джоуль / см2 · хв, що є енергією сонячного випромінювання, що проектується вертикально на одиницю площі за одиницю часу. Інтенсивність сонячного випромінювання у верхніх шарах атмосфери залежить від висотного кута сонця, відстані між Сонцем і землею та часу сонячного сяйва. Чим більше кут сонячної висоти, тим більша інтенсивність сонячного випромінювання. Оскільки той самий промінь світла має найменшу площу опромінення, коли він спрямований, і на одиницю площі виходить більше сонячного випромінювання. Навпаки, коли воно косо падає, площа опромінення більша, а сонячне випромінювання на одиницю площі менше.
Висотний кут сонця змінюється залежно від часу та місця. Вдень сонячний кут висоти на полудень перевищує ранок та вечір; літо більше за зиму; низькі широти більші за високі. Відстань між Сонцем і Землею означає, що коли Земля обертається навколо Сонця, відстань між Сонцем і Землею постійно змінюється завдяки еліптичній орбіті. Інтенсивність сонячного випромінювання, отриманого на землі, обернено пропорційна квадрату відстані між Сонцем і Землею. Коли земля розташована в перигелії, сонячне випромінювання більше перигелію. Згідно з дослідженнями, коли земля проходить перигелій на початку січня, сонячне випромінювання, отримане на одиницю площі земної поверхні' на 7% більше, ніж коли воно минуло апокаліпсис на початку липня. Інтенсивність сонячного випромінювання пропорційна тривалості сонячного світла. Тривалість сонячного часу змінюється залежно від широти та пори року.
