放射を吸収する物質は放射を射出する物質でもあり、波長別にみて吸収率と射出率は等しいです。以下、地球放射(地表と大気の両方を含む)の波長域の電磁波を吸収・射出する能力をもつ分子を仮に「吸収体分子」と呼びます。
吸収体分子が吸収した放射のエネルギーは、まず吸収体分子の振動(または回転)のエネルギーになりますが、分子どうしの衝突によって、それを含む空気の内部エネルギー(分子運動のエネルギーの総体)に移っていきます。これが、放射を吸収して気温が上がるということです。あらためて、内部エネルギーの一部が吸収体分子の振動のエネルギーになり、その振動に見合った波長の放射として出て行きます。これが、放射を射出して気温が下がることにあたります。いったん内部エネルギーに変わるので、吸収される放射と射出される放射は同じ波長とは限りません。
放射が通る経路の長さが同じでも、吸収体の濃度が高いと、吸収体分子にぶつかって吸収され、内部エネルギーとなり、あらためて吸収体分子から射出される、ということが起こる回数が多くなります。その結果として、温室効果が強まる、つまり地表面温度と地球の有効放射温度(地球から宇宙に出て行く放射の代表温度)との違いが大きくなるのです。