Zemlja je planeta koja se stalno menja. Tokom vekova sile na Zemlji izazvale su podizanje planina i erupcije vulkana. Vetar i kiša svojim delovanjem na površinu isklesali su velike klisure i nosile planine sve do ravnica. Na kraćoj vremenskoj distanci, biljke i životinje umiru, godišnja doba dolaze i odlaze, vremenske prilike se menjaju skoro svaki dan, sat, …

Postoje različiti elemetni koji kontrolišu klimu jednog područja, a to su: geografska širina, raspored kopna i vode, preovlađujući vetrovi, pojasi visokog i niskog pritiska, morske struje, nadmorska visina, reljef, oblaci i ciklonska aktivnost.

Za masivna kretanja vazduha u atmosferi potrebne su velike količine energije. Ova pokretačka energija dolazi sa Sunca. Dolazeće solarno zračenje nije ravnomerno raspoređeno po površini Zemlje.

Veća količina zračenja je na nižim geografskim širinama u blizini ekvatora, nego na većim širinama, blizu polova. Razlog za to je što geografska širina određuje ugao pod kojim sunčevi zraci padaju na površinu Zemlje. Širina određuje i dužinu sunčeve svetlosti ili vreme tokom kojeg sunčeva energija dospeva do Zemlje, nezavisno od ugla.

Samo u tropima, područjima oko ekvatora, koji leže izmedju severnog i južnog povratnika (oko 23 stepeni severne i južne geografske širine), Sunce se pojavljuje direktno iznad glave. Iz tog razloga, samo ta područja primaju zrake sunca vertikalno (pod uglom od 90 stepeni).

Prosečan ugao pod kojim sunčevi zraci udaraju na zemlju opada ka polovima. Kao rezultat, solarna energija se širi više ka većim širinama nego na nižim. Manje energije dospeva na površinu Zemlje na većim širinama jer je atmosfera više absorbuje i reflektuje.

Dužina dana iznosi oko 12 sati bilo gde na Zemlji za vreme ravnodnevnice (oko 21. marta i 23. septembra). Ovo nije slučaj tokom cele godine jer je osa Zemlje nagnuta.

Dužina dana je uvek 12 sati na ekvatoru, ali se povećava kako se ide ka polovima dostižući maksimum za vreme letnje kratkodnevnice (oko 21. juna na severnoj hemisferi i 21. decembra na južnoj hemisferi). Isto tako dužina dana opada ka polovima tokom zime, dostižući svoj maksimum tokom zimske kratkodnevnice (21, decembar na severnoj hemisferi i 21. jun na južnoj).

Na nižim geografskim širinama Zemlja dobija više toplote od solarnog zračenja nego što gubi reflektujući nazad u svemir, a na višim emituje više toplote nego što je prima od Sunca.

Ovo nejednako zagrevanje i hlađenje može da dovede do stalnog povećanja temperatura u tropima i stalnog smanjenja temperatura u polarnim predelima ukoliko ne bi postojao kontinualni transfer toplote iz nižih ka višim širinama uticajem vetrova i okeanskih struja.

Reljef ima važan uticaj na klimu. Planinske padine preko kojih nailazi vetar obično prime veću količinu padavina nego niži delovi planine ili druga strana planine. Ovo se događa iz razloga što se vazduh širi i hladi dok se uzdiže uz planinu i time smanjuje količinu vlage. Kondenzacija, oblaci i padavine su česta pojava.

Vazduh koji se kreće niz padinu planine se kompresuje (sabija) i zagreva, povećavajući količinu vlage u vazduhu što dovodi do smanjenja šansi za padavine.

Planinski venci mogu predstavljati prepreke za nalete hladnog vazduha. Na ovaj način Apli i drugi planinski lanci južne Evrope štite veći deo mediteranske obale. Slično i Himalaji štite niske predele Indije.

Lokalni vetrovi mogu menjati pravac i formu kao posledica neravnomernog zagrevanja i hlađenja vazduha površinom Zemlje. Isti ovaj proces se dešava u atmosferi, ali u mnogo većem obimu. Zbog oblika Zemlje, vazduh u tropima brže se zagreva nego iznad polova.

Topliji vazduh iznad polova se diže i eventualno razdvaja na struje koje se kreću dalje ka jugu i severu. Hladniji vazduh sa polova se kreće preko površine i popunjava prostor. Ovo područje niskog pritiska iznad ekvatora poznato je kao intertropska konvergentna zona.

Sa obe strane ekvatorijalnog pojasa niskog pritiska, između geografskih širina 25 i 30 stepeni, nalaze se centri visokog pritiska iznad okeana. Sa ekvatorijalne strane ovih centara duvaju topli, vlažni tropski istočni vetrovi, ili pasati.

Sa polarnih kapa, na širinama od 60 stepeni, duvaju vlažni, ali hladniji zapadni vetrovi. Na ovim širinama se nalaze pojasevi niskog pritiska, sa centrima iznad okeana. U ovim subpolarnim niskim centrima pritiska ne duvaju samo zapadni vetrovi, već i hladni istočni vetrovi sa polarnih centara visokog pritiska.

Pojasi pritiska i vetrovi pomeraju se uporedo sa položajem Sunca u podne. Pomeraju se na sever kada je na severnoj hemisferi leto, a ka jugu kada je leto na južnoj hemisferi. Kao i kod temperature, istočno-zapadno poravnjanje šablona pritisaka je značajno izmenjeno rasporedom kopnenih masa i okeana.

Najznačajni šabloni su intezivni, zimski pojas visokog pritiska iznad severne Azije i letnji, niski iznad jugozapadne Azije. Ovi centri pritiska su glavni faktori uticja na monsunse vetrove koji duvaja ka Aziji preko leta i od Azije zimi.

Glavne okeanske struje su takođe jedan od faktora koji kontroliše klimu Zemlje. One prate stalne vetrove koji kruže okeanskim, subtropskim visokim centrima pritiska – u smeru kretanja kazaljke na satu na severnoj, a suprotno na južnoj hemisferi.

Gde god se ove struje kreću ka polarnim regijama, one nose toplu vodu sa ekvatora. Kada se kreću ka ekvatoru one nose hladnu vodu iz polarnih regija. Okeanske struje, kao što su golfska i severnoatlanska nose toplu vodu ka severu i istoku oko Azorskih ostrva, što utiče na klimu zapadne Evrope.

Još jedan faktor važan za kontrolu klime je nadmorska visina. Isto kao što postoji postepeno opadanje temperature sa porastom geografske širine tako postoji i opadanje temperature sa povećanjem nadmorske visine.

Visoke planine blizu ekvatora imaju tropsku vegetaciju u podnožju, ali stalni led i sneg na vrhovima. Planine su izložene atmosferi koja je daleko drugačija od one iznad niskog dela kopna.

Vazduh prima malo toplote od zemlje daleko ispod, pa je hladniji za oko 6,5°C na svakih 1000 metara nadmorske visine.

Neravnomeran raspored vode i kopna je značajan faktor koji oblikuje klimu. Temperature vazduha su toplije leti i hladnije zimi iznad kontinenata u poređenju sa temperaturama iznad okeana, na istoj geografskoj širini. Ovo se događa usled bržeg zagrevanja i hlađenja kopnene mase u odnosu na masu vode. Voda teži da balansira temperaturu vazduha blizu kopna, zagrevajući je zimi i hladeći je leti.

Unutrašnjost velikih kopnenih masa kao što je Evroazija (Evropa i Azija) pod najmanjim je uticajem okeana i ima veće godišnje temperaturne opsege nego priobalna područja i unutrašnjosti malih kopnenih masa. Velike površine stalnog leda odbijaju sunčevu energiju i utiču na klimu hladeći vazduh iznad, kao i vodu i kopno u blizinu.

Oblaci imaju značajan uticaj na klimu. Uglavnom se povezuju sa vlažnim uslovima. Temperature su manje ekstremne u predelima sa velikom oblačnošću.

Tokom dana i leti, oblaci sprečavaju porast temperature umanjujući količinu toplote koju Sunce zrači. Noću i zimi oblaci sprečavaju velike padove temperatura umanjujući količinu toplote koju emituje Zemlja.

Putujući centri niskog pritiska poznati kao frontalni ili ciklonski talasi. Uglavnom se kreću od zapada ka istoku i povezani su sa sistemima hladnih i toplih frontova koji nastaju u promenljivim vremenskim uslovima na srednjim i visokim geografskim širinama.

Cikloni nastaju duž fronta između hladne i tople vazdušne mase. Oni su jači zimi kada je temperaturni kontrast u frontalnim zonama veći.