La insolación depende de la estación, así como de la nubosidad y de los efectos pantalla relacionados con el relieve. La insolación también se capta por la irradiación solar.

La insolación corresponde al período en el que un lugar concreto experimenta la radiación directa del sol. En el ámbito terrestre, los períodos de insolación de mayor duración se observan en los desiertos subtropicales: 3 900 horas en el desierto de Arizona, 3 600 horas en Egipto. Los períodos de menor duración se observan en las latitudes altas de las regiones oceánicas (norte de Escocia, por ejemplo, con un total de 1 050 horas). Esta desviación de lo simple a casi el cuádruple ilustra perfectamente el papel que ejercen las nubes en los períodos de insolación, al no dejar pasar los rayos del sol.

En realidad, si se deja a un lado la nubosidad y las sombras proyectadas por los relieves, cada lugar del planeta es susceptible de recibir el mismo número de horas de insolación durante un año. Se habla entonces de período máximo teórico de insolación, que se sitúa alrededor de 4 380 horas al año. Éstas se distribuyen de forma muy contrastada según la latitud.

En el Ecuador, lo hacen de manera uniforme todos los días del año. En el polo, siempre considerando el período de un año, se distribuyen entre una noche muy larga y un día muy largo. Entre ambos existe un abanico de situaciones que va desde lugares con noches bastante largas y días más bien cortos hasta zonas del planeta en que ocurre exactamente lo contrario.

Las diferencias entre el período máximo teórico y el observado a menudo tienen alguna relación con la nubosidad. La fracción de insolación corresponde a la relación entre estos dos valores: suponiendo que, en un lugar concreto, el sol haya brillado durante la mitad del tiempo, la fracción de insolación será del 50 %.

En el ámbito local, la insolación puede verse también reducida por los efectos pantalla. Es lo que ocurre muchas veces en los valles de montaña, donde el relieve retrasa la radiación solar en un punto concreto por la mañana y la avanza por la tarde. En los valles encajonados o en las laderas orientadas al Norte, esto puede representar un déficit orientadas varias horas de insolación al día.

La irradiación solar supone la cantidad de energía que recibe una superficie durante un día. Se expresa en kilovatios hora por metro cuadrado (kWh/m2). Los valores máximos se observan en las regiones tropicales. Una primera franja, en la que los índices se sitúan entre 6 y 7 kWh/m2, forma un cinturón casi continuo en el trópico de Cáncer (desiertos de México, del Sahara y de la península Arábiga). Una segunda (radiación de entre 5 y 6 kWh/m2) se sitúa en el trópico de Capricornio (América del Sur, desierto de Namibia y Australia).

Entre las dos franjas, a nivel del ecuador, la irradiación es ligeramente menor, del orden de 4 kWh/m2y se debe a los efectos de la zona de convergencia intertropical en la que la formación de nubes es muy activa. Al subir de nuevo en latitud, la irradiación desciende: pasa a menos de 3 kWh/m2 hacia los 50° en las regiones oceánicas y los 60° en las regiones continentales.

Probablemente el hombre ha utilizado desde siempre la energía del sol y su capacidad desecadora. Hoy en día, unos colectores térmicos y fotovoltaicos convierten los fotones de la radiación solar en calor o en electricidad.

Esta aplicación, en constante desarrollo en los lugares aislados, permite producir electricidad en el lugar de consumo sin necesidad de disponer de una red de transporte y de distribución. Sin embargo, se han desarrollado centrales termodinámicas en las que la energía solar vaporiza el agua accionando alternadores.