首先，我们要从气温说起，我们说的“气温”是指大气的温度，天气的冷热主要取决于大气温度的高低，而影响大气温度的主要因素是太阳给了大气的热量。
但阳光的直接照射并不是使气温升高的主要原因。空气只能吸收阳光直射14％左右的热量，而有43％左右的热量被地面吸收了。当地面吸收了太阳的热量之后，再通过辐射、对流等形式向空气中传导，这才是气温升高的直接原因。
正午12点，太阳辐射最强，阳光垂直地照射到地面上，晒热了地面，地面吸收的热再释放出去烘热空气，所以还需要一段时间才能使气温升高。
直到下午两、三点钟，地面温度才能升到最高，气温也才是最高，，此时虽然太阳西斜但是高度角依旧很大，地表储存的热量依旧大于释放的热量，使得气温继续升高，当地表热量收支平衡，地表温度达到顶峰，在之后地表释放热量大于储存的热量使得地表温度降低。
这也是为什么炎热的夏天，很多在户外工作的人人中暑并不是吃午饭的时候，而是睡午觉的时候。所以，如果天气炎热，为了安全起见，大家在下午两三点出门时，一定要采取防暑降温的措施。
那么，一天中什么时间最冷？
同样的道理，太阳下山之后，大气失去了热量的供应，开始不断散失热量。如果一个物体尽是散热，而不能吸热，温度当然是越来越低。凌晨左右是气温最冷的时候，当太阳重新升起时，阳光又可以提供给地面热量，地面又可以供给大气热量，当大气接收到的热量比散发掉的热量多时，气温又可以回升了。