極地溫度低的原因主要有五個

1.太陽角度

低太陽角使對流層長度更長，反射更高，空氣更冷（因此水蒸氣更少），冬季白天更少。當太陽靠近地平線時，太陽輻射會擴散到更大的區域。因此，極地地區的太陽輻射強度遠低於低緯度地區。當太陽強度較小時，地球表面不能快速升溫。

2.透過對流層的長度

對流層是太陽輻射束必須透過的，輻射束從對流層上部到地球表面。當太陽直接在頭頂上時，該距離最小化，當太陽在地平線附近時，該距離最大化。當太陽位於地平線附近時，就像它在極地區域一樣，更多的太陽輻射被大氣散射和反射，而不是太陽直接在正上方。這導致一些太陽輻射未能到達低緯度地區的表面。

3.極地地區高反照率

反照率通常是指物體反射太陽輻射與該物體表面接收太陽總輻射的兩者比率或分數度量，也就是指反射輻射與入射總輻射的比值當反照率很高時，反射很高。當太陽角度較低時（太陽靠近地平線），冰，水和雪是太陽輻射的良好反射器。極地地區全年的太陽角度相當低。到達極面的大量太陽輻射被反射回太空。

4.較少的對流層水蒸氣

因為水蒸氣數量很大使其成為對流層低層中最重要的溫室氣體。同等數量的二氧化碳是比水蒸氣更強大的溫室氣體，但與水蒸氣相比，空氣中的二氧化碳通常要少得多。空氣中的水蒸氣量由溫度控制的，水蒸氣可能蒸發或輸送到一個區域。極地地區很冷。由於寒冷，極地空氣具有低蒸發空氣中水蒸氣的能力。結果是具有少量水蒸氣的空氣。由於空氣中的溫室氣體較少，對流層低層吸收的長波能量較少。更多的長波能量逃逸到太空，從而有助於降低整體表面溫度。只有在夏天存在足量的水蒸氣時，極地才暖和一點。

（極地東風對水蒸氣含量也是重要影響因素）

5.更少的日照時間

在北極/南極冬季的極夜現象導致沒有來自太陽的能量加熱地表，這個原因只適用於冬季。相反在夏天會有更長的日照時間，相較於冬季獲得的能量更多。