地球表层除受地球内热影响外，还受太阳照晒的辐射能热量影响。
地球内部的热能，以大致一定的温度梯度向地表降低，使地球内热流向地表，与周围空间进行热交换而不断散失热量。每年从地球内部经地表散失的热量约1×1021J。
太阳以辐射形式向四面八方照射输出热量，其中到达地球表面的热能，仅为太阳所散发出的全部热能的1/(22×108)。虽然如此，每年地球表层吸收的太阳辐射热能，约有1×1025J。
由外部热源与内部热源进入地球表层的热量对比，可发现外源要比内源大1×104倍。故地球表层岩体的温度主要受太阳辐射热能的影响。
由于地球自转轴与绕太阳转动轨道平面成约66.5°固定交角，因而产生了四季更替、昼夜长短与日照角往复变迁的年变化。形成地表接收日照能大小与多少的往复年变化规律，造成地表层岩体的吸热放热变化，成为地温变化层。太阳辐射热能对地球表层影响较地球内热要大，但因岩体的导热性能较弱，因而地温变化带的厚度不大。由于受内、外热源影响，地壳表层地温可分为三带。一为变温带，是太阳热能层，即壳表的外热层。地壳表面，遭辐射的热能虽较大，但其中绝大部分又反射回空中，只有少部分透入地下以增高岩石温度。在温暖的夏季吸热期，变温带的地温是向下减低，而到严寒冬天，地表岩体是放热的，变温带中温度形成向表层衰减的复杂波状变化，并可引起反应力的岩石力学猝变性脆断变形，这一现象所形成力的强弱、大小、危害，往往为雨水、重力作用现象所屏蔽而未引起重视。太阳日照辐射能，有昼夜变化、四季变化和世纪周期变化，其对地温变化影响的速度和幅度各不相同。日变化速度较快而幅度较小，年变化速度较慢而幅度较大，所起的地质作用也各有特点。变温带中温度变化幅度，随深度增加而减少到一定深度，变化就不明显了。日变化影响深度仅1～2m，往下影响很小。年变化影响深度为20～40m，深山幽谷区，可达100多米，而近赤道的热带地区，则仅为6～10m，往下变化甚微。世纪温度变化影响深度可达100m，往下变化也甚微。二为变温带之下的常温带，在这个深度上，年温度变化幅度为零。常年保持相当于年平均温度不变。由于中纬度与内陆地区的温度年变化较大，所以常温层深度大致是中纬度比赤道和两极深，内陆区比海滨区深。变温带与常温带的分界面是一均匀热温层面，按严格理论，是内热与外热热学均衡的势能锋面，但太阳黑子周期性变化，地球自转中固液潮汐引起的大气变异与阴晴变化，影响日照情况，则可引起变温层深浅改变，因将这一锋面交会区定为带较为确切。三为常温带之下仅受内热影响的高温层，深部按该区地温梯度规律而逐渐增加的内热域，其特性如前所述。