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La radiación solar es la fuente principal de energía para la vida en la Tierra. Llega en forma de ondas electromagnéticas, principalmente luz visible, y es absorbida por la superficie terrestre, el agua y la vegetación. Esta energía impulsa procesos vitales como la fotosíntesis, el ciclo del agua y regula el clima. Sin esta entrada constante de energía solar, la vida tal como la conocemos no sería posible.

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El balance energético se refiere al equilibrio entre la energía solar que recibe la Tierra y la que emite al espacio en forma de radiación infrarroja. Si el planeta absorbe más energía de la que emite, se calienta (efecto invernadero). Si emite más de la que recibe, se enfría. Este balance es fundamental para mantener temperaturas estables que permitan el desarrollo de los ecosistemas.

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A medida que la luz solar atraviesa la atmósfera y penetra en cuerpos de agua o vegetación, su intensidad disminuye. Este fenómeno se llama extinción de la luz. En los océanos, la luz se atenúa con la profundidad, afectando la fotosíntesis marina. Solo la luz azul y verde logra llegar a zonas profundas, lo cual limita la distribución de organismos fotosintéticos.

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En los ecosistemas terrestres, la luz también es absorbida y reflejada por la vegetación. Las copas de los árboles interceptan gran parte de la luz solar, lo que crea diferentes microclimas y niveles de iluminación dentro del bosque. Esto influye en qué especies vegetales pueden crecer en el sotobosque y cómo se estructura el ecosistema.

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La temperatura es el resultado del balance entre la radiación solar absorbida y el calor emitido por la Tierra. El flujo de calor se da desde zonas más cálidas a más frías mediante conducción, convección y radiación. Estos flujos afectan directamente los patrones de vida, la distribución de especies y los ciclos de nutrientes.

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La atmósfera se divide en capas (troposfera, estratósfera, etc.) con variaciones de temperatura. En la troposfera, donde ocurre el clima, la temperatura disminuye con la altitud. Estas diferencias térmicas permiten la circulación de masas de aire, formación de nubes, lluvias y vientos, que son factores determinantes para los ecosistemas terrestres.

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El océano presenta una estratificación térmica clara: una capa superficial cálida, una zona de transición (termoclina) y aguas profundas frías. Esta estructura controla la mezcla de nutrientes y oxígeno. En zonas donde se rompe la estratificación (upwelling), surgen ecosistemas marinos muy productivos gracias a la afluencia de nutrientes.

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El calor en la atmósfera y el océano se transporta por dos mecanismos: la difusión molecular, que es lenta y depende del contacto entre moléculas, y la difusión turbulenta, mucho más eficiente, provocada por movimientos de aire o agua. La turbulencia es crucial en los ecosistemas porque permite una rápida mezcla de gases, nutrientes y calor, favoreciendo la vida.