En las capas inferiores de la atmósfera, las capas de nubes reflejan la radiación solar enfriando la Tierra. En lo alto, las nubes trasmiten esta radiación al mismo tiempo que atrapan parte de la radiación infrarroja que emite la Tierra, regresándola continuamente sobre su superficie, provocando calentamiento.

 Las nubes pueden calentar o enfriar la superficie dependiendo de algunos factores como: la altura de la nube, su tamaño y la naturaleza de las partículas que contienen.

 En general, la Tierra mantiene un balance entre la energía que recibe del Sol y la que refleja y emite al espacio. A grandes rasgos podemos decir que la radiación que recibe es en su mayoría, de onda corta (entre la que se encuentra la luz visible).

La luz que refleja -casi el 30% del total que recibe- se conoce como albedo. Diferentes lugares del mundo presentan estados distintos de albedo; en los bosques y el océano éste es muy reducido, en cambio, en el desierto y en las zonas nubladas, el albedo es muy intenso (véase la figura de la izquierda).
 
 

Una parte importante de la energía recibida calienta el planeta; de ésta, una porción es absorbida mientras que otra, regresa como radiación de onda larga invisible para  el ojo humano.

 Cuando las nubes reciben esta radiación, parte la absorben y parte la regresan de nuevo a la superficie terrestre, contribuyendo de esta manera al efecto invernadero.
  La relación entre el albedo y el regreso de radiación a la Tierra determinan en gran medida la temperatura y el clima.
 

La nubes altas, cirrus, tienen el mismo efecto que el aire limpio, es decir, son muy transparentes y dejan pasar la radiación de onda corta. Su albedo es débil pero absorben mucha radiación de onda larga emitida por la Tierra, por ello contribuyen en gran medida al efecto invernadero
 
 
 
 

Por el contrario, los estrato cúmulos son nubes bajas que enfrían el sistema terrestre.  No son transparentes y no dejan pasar suficiente radiación a la superficie terrestre, reflejando esta energía al espacio (tienen un fuerte albedo) y así su intervención en el efecto invernadero es mínima.
 
 
 

Las nubes de convección o cumulonimbus, pueden tener un espesor de varios kilómetros y extenderse a unos cuantos metros de la superficie y llegar a alturas de más de 10 km. Son nubes altas y frías, con gran influencia en el efecto invernadero, al mismo tiempo que tienen un albedo fuerte, por lo que su papel se neutraliza en la atmósfera.
 
 
 
 
 

 Podría decirse que las nubes son la clave del cambio climático, al mismo tiempo que tienen un papel importante en la contaminación atmosférica; pueden transportar lluvia ácida, pueden regular el grado de insolación que dispara el smog fotoquímico que genera la formación de ozono en la atmósfera baja, así como la síntesis de precursores de peroxiacetilnitratos (PAN) altamente mutagénicos y cancerígenos.