太阳是地球的主要热源，其辐射强度直接影响地面和大气的温度。正午12点左右，太阳高度角达到一天中的最大值，阳光穿过大气层的路径最短，能量损失最少，此时太阳辐射的强度最强。 但太阳辐射并非直接加热空气，而是先被地面吸收——土壤、植被、水面等地表物质吸收太阳能后，会通过地面辐射的形式向大气释放热量，大气才能升温。
地面是大气热量的主要来源，而热量从地面传递到大气需要时间。 正午时分，尽管太阳辐射最强，但地面吸收的热量仍大于它向大气释放的热量，地面温度会持续上升。到午后1点左右，地面吸收的热量与释放的热量达到平衡，地面温度达到一天中的最高值。此时，地面向大气传递的热量仍在增加，大气吸收热量后，温度继续攀升。 当大气吸收的热量与散失的热量达到平衡时，气温才会达到一天中的最高值。 这个过程通常比地面温度峰值滞后约1小时，因此在多数地区，一天中最热的时刻出现在午后2点左右。此时，地表持续向大气输送热量，空气升温到顶点，人体便会感受到最明显的热浪。当然，这一时间会受季节、天气等因素影响。夏季白昼长，热量积累时间更久，最热时刻可能延后到午后3点；阴雨天时，云层削弱太阳辐射，地面和大气热量积累变慢，最热时刻可能提前或不明显。但总体而言，午后两点左右，是一天中气温最高、体感最热的时段——这是地球热量传递规律下的必然结果。