Die Strahlungsbilanz, oder auch Strahlungshaushalt genannt, ist die Differenz aus der Einstrahlung und Ausstrahlung auf einer Fläche.

Die Strahlungsbilanz der Erdoberfläche wird dabei hauptsächlich von der solaren, kurzwelligen Einstrahlung und der terrestrischen, langwelligen Ausstrahlung bestimmt. Etwas mehr als die Hälfte (51 %) der an der Obergrenze der Atmosphäre eintreffenden Strahlungsenergie wird von der Erdoberfläche absorbiert, 30 Prozent werden durch Partikel in der Atmosphäre oder von der Erdoberfläche zurück ins All reflektiert, 19 Prozent werden in der Atmosphäre absorbiert.

Die einkommende Strahlung an der Erdoberfläche unterteilt sich wiederum in direkte und diffuse Strahlung, wobei die direkte Strahlung 28 Prozent und die diffuse Strahlung 23 Prozent ausmachen.

Die von der Erdoberfläche absorbierte Strahlungsenergie wird in Wärmeenergie umgewandelt und zu 98 Prozent von der Erdoberfläche in Form von langwelliger Strahlung Richtung All abgestrahlt.

Doch nur rund 8 Prozent der terrestrischen Abstrahlung verlassen die Atmosphäre. Die restlichen 92 Prozent werden von den Klimagasen in der Atmosphäre (Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf) absorbiert und erneut in Wärmeenergie umgewandelt. 77 Prozent der absorbierten Energie werden durch die atmosphärische Gegenstrahlung wieder zurück zur Erdoberfläche gestrahlt.

Dadurch verliert die Erdoberfläche im Endeffekt nur 21 Prozent der ursprünglich eintreffenden kurzwelligen Strahlung. Die Strahlungsbilanz der Erde ist dementsprechend deutlich im Plus, im Gegensatz zur Strahlungsbilanz der Atmosphäre (positive und negative Strahlungsbilanz).

Im Schnitt beträgt die Strahlungsbilanz an der Oberfläche der Atmosphäre rund 1370 Watt pro Quadratmeter, an der Erdoberfläche liegt sie bei etwa 30 Prozent und rund 342 W/m².

Durch turbulente Energieflüsse, wie die Konvektion oder Verdunstung, wird dieses Ungleichgewicht behoben und es ensteht über mehrere Jahre im Durchschnitt ein ausgeglichener Strahlungshaushalt.