把地面及大气看成一个整体，称为地气系统。对此系统所计算出来的辐射平衡，称为地气系统辐射平衡，又称为地气系统辐射差额。地气系统的辐射收入部分是地面和大气吸收的太阳辐射；支出部分为发射到宇宙空间去的地面和大气的长波辐射。其表达式为
Rs=(Q+q)(1-a)+Qs-F∞
式中（Q+q）为到达地面的总辐射；a为地面反射率；Qs为大气所吸收的太阳辐射；F∞为地气系统放射到太空去的长波辐射。地气系统辐射平衡随纬度增高由正值变为负值，在35°S—35°N之间为正值，在此范围以外的中、高纬度地区则为负值。辐射平衡的这种分布正是引起高低纬度之间大气环流和洋流产生的基本原因。低纬度地区的正辐射平衡与中、高纬度地区的负辐射平衡的绝对值大致相等。这说明全球地气系统的辐射收支长年平均是近于平衡的，因而全球温度并没有明显的增热和变冷现象。