地面辐射是指 地球表面在吸收太阳辐射的同时，又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气的过程。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式，称为地面辐射。由于地表温度比太阳低得多（地表面平均温度约为300K），因而，地面辐射的主要能量集中在1~30微米之间，其最大辐射的平均波长为10微米，属红外区间，与太阳短波辐射相比，称为地面长波辐射。
地面的辐射能力主要决定于地面本身的温度。由于辐射能力随辐射体温度的增高而增强，所以白天，地面温度较高，地面辐射较强；夜间，地面温度较低，地面辐射较弱。地面的辐射是长波辐射，除部分透过大气奔向宇宙外，大部分被大气中水汽和二氧化碳所吸收，其中水汽对长波辐射的吸收更为显著。因此，大气，尤其是对流层中的大气，主要靠吸收地面辐射而增热。
这种大气的保温作用称为大气的温室效应，这种效应使近地表的气温提高了约18℃。与太阳短波辐射相比，地面辐射的波长较长，能量较低，因此大气对地面辐射的吸收能力较强，这也是地球能够维持适宜生命存在的重要原因之一。
