地表热量平衡方程， 表示地面在辐射交换过程中净得或失去的辐射热量与地面在热交换过程中所失去或得到的热量相平衡。方程表明： 地面在获得(失去)辐射热能后， 以何种途径与地面和大气层进行热交换， 并促使水汽交换的。在小气候研究中， R可直接测定， 方程其它分量可以根据近地层中温度、湿度、风和地温的梯度观测， 按各种扩散公式或热平衡公式计算 (见农田热量平衡、农田土壤热交换)。

对地球而言，热量平衡方程为：

对地表：　Q_d=LE P A

对大气：　Q_da=F_a-L_r-P H_a

对地-气系统：　Q_ds=F_s L(E-r) H_s

Q_d、Q_da、Q_ds分别为地面、大气、地-气系统的辐射差额；L_r为潜热；E为蒸发；r为水汽凝结率；LE为蒸发耗热量；P为地面与大气之间的湍流热通量；A为地面与土壤或水之间的热通量；F_a、F_s为大气和地-气系统的水平热通量；H_a、H_s为大气和地-气系统内部单位时间热焓量的变化。各分量可以直接从观测中得到，也可由气象资料算出。