天文辐射，指由太阳对地球的天文位置而确定的到达地球大气上界的太阳辐射量。

不考虑地球大气和地球表面不同性质对太阳辐射的影响，把地球假想为没有大气的均一球体，这种条件下的太阳辐射就是天文辐射。

天文辐射的分布和变化不受大气影响，主要决定于日地距离、太阳高度角和白昼长度。据理论计算，天文辐射的时空分布规律：

图1 中国天文辐射总量空间分布

天文辐射（即到达大气上界的太阳辐射）的强弱主要与太阳高度角的大小有关。太阳高度角大，到达上界的太阳辐射强度大;反之，则小。低纬地区太阳高度角大，随之天文辐射日总量大，一年之内太阳高度角的变化小，随之日总量的年较差小；高纬地区，太阳高度角小，因而天文辐射日总量小，一年之内的太阳高度角变化大，因而日总量的年较差大。天文辐射的这种随纬度分布不均，由低纬向高纬的逐渐减少，是形成气温的纬度地带性分布的基本原因。

天文辐射的时间变化是有规律的周期性变化，即有日变化和年变化。

天文辐射是地球大气产生冷暖变化的根本原因，也是产生各种天气现象的动因。

图2 地球上全年各月不同纬度天文辐射总量分布

在夏半年，北半球天文辐射日总量在一相当宽的纬度带内变化很小，在极地达最大。这是由于夏半年可照时间随纬度增加而增长，从而使太阳辐射日总量随纬度增加而增大，补偿了因太阳高度随纬度增加而减少造成的天文辐射也随之减小的现象。

冬半年，北半球可照时间随纬度增大而缩短，因而冬半年天文辐射日总量随纬度变化较大，南北梯度大。

由于不同时刻太阳处于不同高度，具有不同的方位角，水平面上的天文辐射为：

式中， 为日地距离订正因子，S0是太阳常数。是地理纬度，δ为太阳赤纬，ω是时角（观测点当地正午，地球自转的角度）h为方位角。