绝大部分来自太阳，少部分是自身内部重元素核裂变传导到地表。
太阳是地球最重要的热源，他加热地球表面的过程主要先用可见光加热地球表面，之后地球表面对近地面空气进行长波辐射，俗称大地暖大气，这是地球升温的主因。
太阳确实也能直接暖大气，但是这些辐射会被高层（主要是电离层），中低层（主要是臭氧层）二度截胡。于是我们看到原本大气层应该是高度越高，空气越稀薄，气温越低。到这两层却颠倒了（气温随高度上升而上升）。被这两层截胡后，太阳光剩余的部分加热空气的本领就不好。
与之对应的是，可见光照射地面，光子被地面上的分子吸收，分子跃迁到了激发态，在回归基态的过程中又放出能量。这就是反射。
但光线可不是100%反射，其中一部分能量变成了地表的长波辐射，这才是加热近地面空气的主因。
在这个过程中，二氧化碳等温室气体，高空云团阻挡的保温本领也功不可没，没有他们，夜晚失去阳光直射后地表气温会骤降到-180度。当然，二氧化碳过量引起矫枉过正的异常温室效应，这事就得另当别论了。
最后，少部分的热量来自地球内部重元素的裂变。这部分热量通过热传递到达地表（譬如温泉），也有直接到达地表的（譬如火山）
现而今一些深海生态系统，他们的自养生产者不可能靠光合作用，那就是靠深海火山口的热能，来化能合成制造有机物的。