À température ambiante, les molécules se déforment, se déplacent et tournent sur elles-mêmes. Un rayonnement peut interagir avec une molécule et avoir différents effets selon sa longueur d'onde. Lorsqu'elles sont exposées à un rayonnement infrarouge, les molécules absorbent le rayonnement et vibrent de différentes manières :

La durée du mouvement de la molécule résultant de cette absorption est de l'ordre de la microseconde et la molécule réémet alors un rayonnement infrarouge de longueur d'onde différente dans une direction aléatoire. Celui-ci peut de nouveau être absorbé par d'autres molécules dans l'environnement ou alors s'échapper en dehors de l'atmosphère.