La Tierra recibe energía del Sol, principalmente en forma de luz, parte de la cual se absorbe y calienta el planeta, lo que hace que irradie energía en forma de calor o radiación infrarroja, lo que resulta en un equilibrio entre la energía entrante y saliente. Varios factores afectan la cantidad de luz solar absorbida y la velocidad a la que la Tierra irradia energía. Cuando estos factores permanecen constantes durante un período, se puede esperar que los flujos de energía se estabilicen en el equilibrio a una temperatura anual promedio particular, con la misma cantidad de energía que sale que que ingresa. Si alguno de estos factores cambia, podría resultar en una desajuste entre la energía entrante y saliente, lo que lleva a un aumento o disminución general de las temperaturas medias globales. Una definición general de forzamiento radiativo es el grado de cambio, positivo o negativo, de este equilibrio, y normalmente se expresa en vatios por metro cuadrado (W / m2).
En el contexto del cambio climático, una definición más específica de forzamiento radiativo, acordada por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), es la medida en que un factor altera el equilibrio energético en la troposfera, el nivel más bajo de la atmósfera, donde ocurre casi todo nuestro clima. Según el IPCC, utilizando 1750 como fecha de referencia representativa de la época preindustrial, se estimó que el valor de forzamiento radiativo general era de +1.6 W / m2 en 2007. Los factores que afectan el balance energético pueden ser naturales o artificiales. Los factores naturales incluyen variaciones en la producción de energía del Sol y polvo en la atmósfera producido por erupciones volcánicas. Sin embargo, son los factores provocados por el hombre los que más preocupan: existe un acuerdo generalizado de que las actividades humanas están contribuyendo al forzamiento radiativo positivo, lo que conduce a un aumento global general de las temperaturas.
La quema de combustibles fósiles desde la revolución industrial ha aumentado la cantidad de ciertos gases, en particular el dióxido de carbono (CO2) y aerosoles, como el humo y las partículas de hollín, en la atmósfera. Los efectos del CO2 se conocen bien. Es esencialmente transparente a la luz del sol, pero absorbe los infrarrojos, de modo que, si bien permite la entrada de energía solar, dificulta la radiación de calor hacia el exterior, lo que genera un forzamiento radiativo positivo. Se estima que los niveles de CO2 atmosférico aumentaron de aproximadamente 270 partes por millón (ppm) en la época preindustrial a casi 390 ppm en 2010.
El forzamiento radiativo de los aerosoles es más difícil de cuantificar, ya que los diferentes aerosoles varían en su transparencia, reflectividad y absorción con respecto a la luz y el calor. Como regla general, las partículas de hollín y humo tenderán a absorber calor y contribuirán al forzamiento radiativo positivo, mientras que los aerosoles más reflectantes, como los sulfatos, que resultan de la quema de combustibles que contienen azufre, pueden tener un efecto negativo. Las estimaciones de los efectos de los aerosoles se complican por el hecho de que también podrían reducir la cantidad de luz solar que llega a la superficie.