Ziemia otrzymuje energię od Słońca, głównie w postaci światła, z których część jest absorbowana i ogrzewa planetę, powodując jej promieniowanie w postaci ciepła lub promieniowania podczerwonego, co prowadzi do równowagi między energią przychodzącą i wychodzącą. Różne czynniki wpływają na ilość pochłoniętego światła słonecznego i szybkość, z jaką Ziemia emituje energię. Gdy czynniki te pozostają stałe przez pewien czas, można oczekiwać, że przepływy energii ustabilizują się w określonej średniej rocznej temperaturze, przy czym ta sama ilość energii będzie wychodzić, jak wchodząca. Jeśli którykolwiek z tych czynników ulegnie zmianie, może to spowodować niedopasowanie między energią przychodzącą i wychodzącą, co prowadzi do ogólnego wzrostu lub spadku średnich temperatur na świecie. Ogólną definicją wymuszania radiacyjnego jest stopień zmiany, dodatni lub ujemny, w stosunku do tej równowagi i zwykle wyraża się go w watach na metr kwadratowy (W / m 2 ).
W kontekście zmian klimatu bardziej szczegółowa definicja wymuszenia radiacyjnego - uzgodniona przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) - to stopień, w jakim czynnik zmienia bilans energetyczny w troposferze, najniższym poziomie atmosfery, gdzie ma miejsce prawie cała nasza pogoda. Według IPCC, wykorzystując 1750 jako datę odniesienia reprezentatywną dla czasów przedindustrialnych, ogólną wartość wymuszenia radiacyjnego oszacowano na +1,6 W / m 2 na 2007 r. Czynniki wpływające na bilans energetyczny mogą być naturalne lub spowodowane przez człowieka. Czynniki naturalne obejmują wahania energii wyjściowej Słońca i pyłu w atmosferze wywołane erupcjami wulkanicznymi. Największe obawy budzą jednak czynniki stworzone przez człowieka: panuje powszechna zgoda, że działalność człowieka przyczynia się do pozytywnego wymuszania radiacyjnego, prowadząc do ogólnego globalnego wzrostu temperatur.
Spalanie paliw kopalnych od czasu rewolucji przemysłowej spowodowało zwiększenie ilości niektórych gazów, zwłaszcza dwutlenku węgla (CO 2 ) i aerozoli, takich jak dym i cząsteczki sadzy, w atmosferze. Wpływ CO 2 jest dobrze poznany. Jest zasadniczo przezroczysty dla światła słonecznego, ale pochłania podczerwień, więc wpuszczając energię słoneczną przeszkadza promieniowaniu cieplnemu na zewnątrz, powodując dodatnie wymuszanie promieniowania. Szacuje się, że poziomy CO 2 w atmosferze wzrosły z około 270 części na milion (ppm) w czasach przedindustrialnych do prawie 390 ppm w 2010 roku.
Wymuszanie radiacyjne aerozolu jest trudniejsze do oszacowania, ponieważ różne aerozole różnią się przezroczystością, odbiciem i absorpcją w odniesieniu do światła i ciepła. Zasadniczo cząstki sadzy i dymu mają tendencję do pochłaniania ciepła i przyczyniają się do dodatniego wymuszania radiacyjnego, podczas gdy bardziej odblaskowe aerozole, takie jak siarczany, które powstają w wyniku spalania paliw zawierających siarkę, mogą mieć negatywny wpływ. Szacunki efektów aerozoli komplikuje fakt, że mogą one również zmniejszać ilość światła słonecznego docierającego do powierzchni.
