atmosfèros šilumõs apýkaita vyksta tarp gretimų oro masių ar sluoksnių, tarp atmosferos ir kosminės erdvės, tarp atmosferos oro ir paklotinio paviršiaus. Nuo atmosferos šilumos apykaitos priklauso atmosferos šilumos režimas – svarbus klimato rodiklis. Atmosferos šilumos apykaita vyksta įvairiais būdais: spinduliavimo būdu, dėl molekulinio bei turbulentinio šilumos laidumo ir vykstant faziniams vandens virsmams. Oras sugeria Saulės, Žemės paviršiaus ir gretimų atmosferos sluoksnių spinduliuotę ir pats spinduliuoja (radiacinė atmosferos šilumos apykaita). Atmosferos oras sugeria apie 16 % Žemę pasiekusios Saulės spinduliuotės, dar 3 % sugeria debesys. Sugerdamas Saulės spinduliuotę oras įšyla apie 0,5 °C. Be to, atmosfera sugeria apie tris ketvirtadalius Žemės paviršiaus ilgabangių spindulių. Didžiausią reikšmę turi atmosferos šilumos apykaita, vykstanti dėl molekulinio ir turbulentinio šilumos laidumo. Orui turbulentiškai maišantis šiluma pereina iš vienų sluoksnių į kitus. Turbulentinis šilumos laidumas didina šilumos apykaitą tarp paklotinio paviršiaus ir oro (tikrosios šilumos srautas): pvz., jeigu nuo šalto paklotinio paviršiaus pažemio oro sluoksnis atvėsta, tai dėl turbulencijos jį gali pakeisti šiltesnis oras iš aukštesnių sluoksnių. Vandenynų, jūrų, sausumos vandenų, dirvos paviršiai nuolat garuoja. Vandens garams atmosferoje kondensuojantis arba kristalizuojantis slaptoji vandens fazinių virsmų šiluma patenka į atmosferą, o vandens lašeliams garuojant atmosferos šiluma naudojama.
Visos Žemės atmosferos šilumos balansą galima apibūdinti santykiniais vienetais (visa Saulės spinduliuotė, pasiekianti Žemės atmosferą, prilyginama 100 santykinių vienetų): atmosferos oro ir debesų sugerta Saulės spinduliuotė sudaro 19 vienetų, sugerta ilgabangė Žemės spinduliuotė – 15, slaptosios šilumos srautas – 23, tikrosios šilumos srautas – 7. Tiek pat vienetų (64) atmosferos oras ir debesys išspinduliuoja ilgabangės spinduliuotės pavidalu į kosminę erdvę, todėl metinis atmosferos šilumos balansas lygus 0. Likusius 36 vienetus sudaro atsispindėjusi nuo atmosferos ir Žemės paviršiaus trumpabangė spinduliuotė bei efektyvioji Žemės paviršiaus spinduliuotė.
1163