Ravnoteža između topline koja ulazi i izlazi iz subjekta je njegov toplinski proračun. Ovaj se izraz može koristiti u mnogim kontekstima, ali se često odnosi posebno na Zemlju, koja prima toplinu od sunca i gubi toplinu na različite načine kako bi održala ravnotežu. Kada bi Zemlja izgubila više nego što je dobila, ohladila bi se, a ako bi zadržala toplinu, zagrijala bi se. Neki istraživači su zainteresirani za toplinski proračun određenih područja Zemlje, poput oceana, jer igra važnu ulogu u klimi.
Velik dio Zemljine topline dolazi od insolacije, dolaznog zračenja od sunca. Dio toga se odbija prije nego što stigne do površine planeta, gdje ga apsorbiraju zrak, voda i tlo. Tijekom godine dolazna insolacija može varirati ovisno o regiji jer se Zemlja kreće u svemiru. Na djelu su i sekundarni izvori topline, poput bioloških i kemijskih procesa na Zemlji koji stvaraju toplinu. Radioaktivni raspad, na primjer, proizvodi toplinu.
Toplina ne ostaje na mjestu kada udari u Zemlju; da jest, neka područja Zemlje postala bi izuzetno vruća, dok bi druga bila prilično hladna. Cirkulira kroz razne mehanizme. Oceani, na primjer, zrače toplinom koju skupljaju, što zagrijava zrak iznad njih. Zagrijane zračne mase počinju se kretati, donoseći toplinu sa sobom. Kruženje ovih zračnih masa može stvoriti razne vremenske uvjete koji distribuiraju toplinu i omogućuju joj da se polako zrači natrag u svemir.
Neravnoteže od regije do regije s vremenom se izjednačuju s kruženjem topline kroz atmosferu. Istraživači koji se zanimaju za znanost o klimi koriste proračun topline u svojim izračunima i projekcijama kako bi saznali više o trenutnim vremenskim obrascima i predvidjeli što bi se moglo pojaviti u budućnosti. Kako istraživači saznaju više, ponekad opovrgnu prethodne hipoteze ili otkriju nove informacije o podrijetlu Zemljine klime. Zemljin toplinski proračun nije uvijek bio savršeno uravnotežen, a to se mijenjalo kako su se uvjeti mijenjali i pridonosilo formiranju atmosfere.
Dostupni su brojni alati za mjerenje dolazne topline, izvora topline na Zemlji i raznih načina da planet izgubi toplinu kako bi uvjeti bili stabilni. Istraživanje proračuna topline može uključivati satelitska promatranja iz svemira, kao i laboratorijske eksperimente i promatranja kako bi saznali više o fizičkim, kemijskim i biološkim procesima povezanim s toplinom. Istraživači također mogu koristiti računalno modeliranje za aktivnosti poput predviđanja što bi se moglo dogoditi kako se površina polarnih ledenih kapa smanji.