Glavni izvor topline u tlu je blistava energija sunca.
Ustvari, mnogo manje topline dolazi na zemljinu površinu zbog njegove apsorpcije i raspršivanja u zemljinoj atmosferi i refleksije sa zemljine površine. U različitim zemljopisnim područjima nejednaka količina solarne energije ulazi u zemljinu površinu. U sjevernoj hemisferi ukupni priliv sunčevog zračenja povećava se pri kretanju sa sjevera na jug.
Zračna energija sunca, koju apsorbira površina tla, pretvara se u toplinu i prenosi se u podložne slojeve. Dio sunčeve energije reflektira se na površini tla. Količina apsorbirane i zračne topline površine tla ovisi o boji, agregaciji, hladu biljaka, vlazi, itd.
Skup svojstava koja određuju sposobnost tla da apsorbira i pokreće toplinsku energiju u svojoj debljini naziva se toplinskim svojstvima. Oni uključuju: kapacitet apsorpcije topline tla, toplinski kapacitet, toplinsku vodljivost, apsorpciju topline.
Tla u vlažnom stanju apsorbiraju više sunčevog zračenja
Sposobnost tla da apsorbira toplinu je sposobnost apsorbiranja (odražavanja) određenog dijela sunčevog zračenja koji pada na njegovu površinu.
Tla koja su tamno obojena, strukturirana, s hrapavom površinom su toplija. Tla u vlažnom stanju apsorbiraju više sunčevog zračenja.
Kapacitet topline je svojstvo tla da apsorbiraju toplinsku energiju. Ovisi o mineraloškoj i veličini čestica, sadržaju organskih tvari, sastavu i uzgoju.
Toplinski kapacitet tla ovisi o njihovom sadržaju vlage i podložan je jakoj dinamici, jer je vlaga tla dinamična.
Prijenos topline je proces prijenosa topline, a svojstvo tla da prenosi energiju putem toplinske interakcije čestica u kontaktu naziva se toplinska vodljivost. O tome ovisi brzina prijenosa topline iz jednog sloja u drugi. Toplina se može prenijeti mineralnim i organskim česticama te vodom i zrakom koji ih razdvajaju. Štoviše, svaku komponentu tla karakterizira različita toplinska vodljivost.
Ljeti, kada se gornji sloj tla osuši, smanjuje se njegova toplinska vodljivost i, kao rezultat, smanjuje se prijenos topline s gornjeg sloja na dolje. S nakupljanjem vlage u tlu u jesen stvaraju se u njemu rezerve topline, koje štite usjeve kada se pojave rani mrazovi.
Mehanička obrada poboljšava prijenos topline
Snježni pokrivač štiti tlo od gubitka topline i izravnog izlaganja niskim temperaturama. Vegetacijski pokrov štiti tlo od pregrijavanja ljeti i doprinosi nakupljanju snijega zimi. Pod snijegom sniženje temperature tla započinje kasnije i na manjoj dubini.
Svaka mehanička obrada tla poboljšava prijenos topline. Gruba površina tla, u usporedbi s gustom, bolje apsorbira solarnu energiju tokom dana, a noću je emitira više. A labava tla zadržavaju toplinu noću.
Učinkovita i široko rasprostranjena metoda regulacije temperature tla je zalijevanje. Tokom zalijevanja temperatura gornjih slojeva tla opada, ali kako je toplinski kapacitet vlažnog tla veći, dnevne fluktuacije temperature se umanjuju.
Za poboljšanje toplinskog režima često se koristi sanacija snijega. Akumulacija snijega smanjuje negativne temperature u tlu i dubinu njihovog prodora. Uz zadržavanje snijega, vlaga se nakuplja u tlu, a toplina se bolje zadržava.