Le rayonnement terrestre est l'énergie libérée par la Terre elle-même par opposition au rayonnement solaire qu'elle reçoit du Soleil. Outre l'énergie générée par la désintégration des minéraux radioactifs dans la roche, l'énergie qui le rayonnement terrestre vient finalement du Soleil, et c'est un facteur majeur dans l'étude du réchauffement climatique.
L'atmosphère terrestre permet généralement le libre passage de la lumière solaire dans la bande visible du spectre. La majeure partie de cette lumière atteint la surface, qu'elle soit océanique ou continentale, et est absorbée. Cependant, il y a une limite supérieure à l'énergie qui peut être stockée dans la croûte terrestre de cette façon, et une fois le point de saturation atteint, la Terre commence à renvoyer de l'énergie dans l'espace.
Une partie de ce rayonnement terrestre est interceptée par les gaz atmosphériques. En dehors de l'azote et de l'oxygène, pratiquement tous les gaz courants dans l'atmosphère absorbent une partie du rayonnement terrestre. Cette énergie piégée est conservée sous forme de chaleur qui alimente le système climatique mondial. Une plus grande concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère piège de plus grandes quantités de rayonnement terrestre et continue de conduire le processus.
Sans effet de serre, l'équilibre entre les rayonnements solaire et terrestre maintiendrait la température moyenne de la Terre à près de 255 degrés Kelvin. Avec des gaz qui absorbent l'énergie aux longueurs d'onde terrestres, la Terre maintient une température qui est, en moyenne, 33 degrés plus élevée.
