Thời tiết là do sự nóng lên không đều trên bề mặt Trái đất, dẫn đến sự thay đổi khí quyển. Sự khác biệt về nhiệt độ là do các bộ phận của Mặt trời nóng lên trên Trái đất nhiều hơn các bộ phận khác. Mây, mưa và gió đều do sự chênh lệch nhiệt độ này tạo nên.
Gió được tạo ra khi hai khu vực trên Trái đất có nhiệt độ khác nhau. Các dòng khí phát triển để di chuyển không khí nóng sang vùng lạnh hơn. Khi không khí di chuyển, nó tạo ra gió. Đây được gọi là sự vận chuyển nhiệt theo phương ngang, vì sự chênh lệch nhiệt độ song song với bề mặt Trái đất.
Mưa được tạo ra khi có sự chênh lệch nhiệt độ theo phương thẳng đứng giữa bề mặt Trái đất và một phần của khí quyển. Sự chênh lệch nhiệt độ này thường là kết quả của gió làm bốc hơi nước trên bề mặt Trái đất. Nước bốc hơi ấm hơn, vì vậy khi nó được giải phóng lên cao hơn trong khí quyển, nó sẽ ngưng tụ lại để tạo ra những đám mây.
Vì Trái đất là một hệ thống khép kín, những thay đổi đối với một khu vực sẽ ảnh hưởng đến các phần khác của địa cầu. Nếu có một cơn bão sấm sét do không khí ấm bốc lên, một vùng khác trên Trái đất sẽ trải qua không khí chìm để bù đắp. Đây được gọi là hoàn lưu khí quyển và là lý do tại sao các hệ thống thời tiết phức tạp và khó dự đoán.
