تتغير درجة حرارة الهواء أثناء النهار بسبب تعرض الأرض لأشعة الشمس، حيث تقوم الشمس بتسخين سطح الأرض (اليابسة والماء) خلال النهار، وتنتقل الحرارة من سطح الأرض إلى الهواء المحيط، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الهواء. في المقابل، عند غياب الشمس في الليل، يفقد سطح الأرض حرارته تدريجياً إلى الفضاء، فينخفض تسخين الهواء ويصبح أكثر برودة. لذلك يكون الفرق في درجات الحرارة نتيجة لاكتساب الأرض والهواء للطاقة الشمسية أثناء النهار وفقدانها لها أثناء الليل. هذا الاختلاف يحدث لأن الأرض تبدأ في امتصاص الطاقة الشمسية عند طلوع الشمس وتزداد درجة حرارة الهواء مع زيادة مساحة الإشعاع الشمسي، وتنخفض تدريجياً مع غروب الشمس. كما أن الحرارة تنتقل عبر طبقة رقيقة من الهواء قرب سطح الأرض بالتوصيل قبل أن تتنوع درجات الحرارة في الهواء على ارتفاعات أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تلعب عوامل أخرى دوراً في اختلاف درجات الحرارة مثل اختلاف طبيعة الأرض بين اليابسة والماء، حركة الرياح، والتضاريس وارتفاع المكان عن سطح البحر. كما أن طول النهار يؤثر على كمية الحرارة المكتسبة، فكلما زاد طول النهار ارتفعت درجة الحرارة والعكس صحيح.
