I fattori che provocano questo fenomeno sono più d’uno. Prima di tutto bisogna considerare che l’atmosfera viene solo in minima parte scaldata dai raggi che arrivano dal Sole. Quando la luce colpisce la superficie del pianeta, invece, l’energia viene assorbita e poi riemessa sotto forma di calore, che in seguito riscalda per convezione gli strati d’aria adiacenti. Più che il suolo, però, sono le grandi masse d’acqua (mare, bacini idrologici) ad avere influenza sul clima: impiegano circa il doppio del tempo rispetto alla terraferma per riscaldarsi, e si raffreddano molto più lentamente. Per questo motivo le temperature sono più miti e uniformi nelle zone costiere, mentre si verificano maggiori escursioni termiche all’interno dei continenti e sui rilievi.
Scambio inefficente. Le masse d’aria subiscono continui rimescolamenti, che impediscono l’accumulo progressivo di calore. L’effetto prevalente però è che alle quote inferiori le temperature restano più alte. Inoltre, quando l’aria calda sale verso l’alto, si espande, e ciò, indipendentemente dalla località, provoca una riduzione della temperatura, costante e proporzionale all’altitudine, di circa 6,5 gradi ogni mille metri.