U isto vrijeme kada atmosfera upija dugotalasno zračenje na tlu, zrači energiju prema van na blistav način. Način atmosfere' zračenje energije prema van naziva se atmosfersko zračenje. Budući da je temperatura same atmosfere niska, a talasna dužina zračene zračene energije duža, naziva se i atmosferskim dugovalnim zračenjem. Pravac atmosferskog zračenja je i prema gore i prema dolje. Donji dio atmosferskog zračenja je upravo suprotan smjeru sunčevog zračenja, pa se naziva atmosferskim reverznim zračenjem. Atmosfersko reverzno zračenje važan je izvor toplote na zemlji.
Zbog postojanja atmosferskog reverznog zračenja, stvarni gubici toplote na tlu manji su od onih koji se oslobađaju sunčevim zračenjem na zemlji. Ovaj izolacijski učinak atmosfere naziva se atmosferskim efektom staklenika. Ovaj efekt očuvanja topline u atmosferi povisuje površinsku temperaturu za približno 18 ° C. Budući da mjesec nema atmosferu poput zemlje, temperatura na njegovoj površini drastično se mijenja danju i noću. Površinska temperatura tokom dana može doseći 127 ° C, a noću može pasti do -183 ° C.
