大气的热力作用是指大气对太阳辐射的削弱作用以及大气的保温效应。
大气对太阳辐射的削弱作用是指当太阳辐射通过大气层到达地面的过程中，大气层使到达地面的总辐射有明显削弱，特别是波长短的辐射能削弱显著，大气对太阳辐射的削弱作用分为吸收作用、反射作用和散射作用，吸收作用是指对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收红外线，平流层大气中的臭氧吸收紫外线，反射作用是指大气中的云层和颗粒较大的尘埃会将一部分太阳辐射反射到宇宙中去，这种反射无选择性，散射作用是指大气中的空气分子和微尘会把太阳辐射向四面八方散射开来，使一部分太阳辐射不能到达地面，从而削弱了太阳辐射。
大气的保温效应是指当大气吸收长波辐射，同时又放射长波辐射时，其中一部分辐射会逸向太空，另一部分辐射又返回地表和低层大气，从而使有大气存在时地表的实际温度高于无大气存在时地表的平均温度。