在傳熱研究中，輻射冷卻是物體通過熱輻射散失熱量的過程。 正如普朗克定律所描述的那樣，每個身體都會自發地持續發射電磁輻射。

射冷卻已在整個人類歷史的各種環境中得到應用，包括印度和伊朗的制冰、航天器的隔熱罩和建筑。 2014 年，光子超材料使用方面的科學突破使日間輻射冷卻成為可能。 從那以后，它被提議作為一種緩解由溫室氣體排放引起的局部和全球變暖的策略，稱為被動白天輻射冷卻。

紅外輻射可以在 8–13 μm 的波長范圍內穿過干燥、清澈的空氣。 可以吸收能量并以這些波長輻射能量的材料表現出很強的冷卻效果。 在 200 納米至 2.5 微米范圍內也能反射 95% 或更多陽光的材料即使在陽光直射下也能表現出冷卻效果。

地氣系統利用輻射冷卻來發射長波（紅外線）輻射，以平衡對來自太陽的短波（可見光）能量的吸收。

熱的對流傳輸和潛熱的蒸發傳輸對于從表面帶走熱量并將其分布到大氣中都很重要。 純輻射傳輸在大氣層的高層更為重要。 晝夜和地理變化使情況進一步復雜化。

地球大氣層的大規模環流是由每平方米吸收的太陽輻射的差異驅動的，因為在熱帶地區，太陽對地球的加熱更多，這主要是因為幾何因素。 大氣和海洋環流將部分能量重新分配為顯熱和潛熱，部分通過平均流量，部分通過渦流，即大氣中的氣旋。 因此，與沒有環流的情況相比，熱帶向太空輻射的輻射更少，而兩極輻射更多； 然而，從xxx值來看，熱帶向太空輻射的能量更多。

放射冷卻通常發生在萬里無云的夜晚，此時熱量從地球表面或人類觀察者的皮膚輻射到太空中。 這種效應在業余天文學家中廣為人知。 通過比較直視萬里無云的夜空幾秒鐘時的體表溫度與將一張紙放在臉和天空之間后的體表溫度，可以體驗這種效果。 由于外層空間的輻射溫度約為 3 開爾文（-270 攝氏度或 -450 華氏度），而這張紙的輻射溫度約為 300 開爾文（室溫），因此這張紙向面部輻射的熱量比不 黑暗的宇宙。 地球周圍的大氣，尤其是它所含的水蒸氣削弱了這種效果，因此天空的表觀溫度比外太空要暖和得多。 床單不阻擋寒冷； 相反，床單會將熱量反射到面部，并將剛剛吸收的面部熱量散發出去。

同樣的輻射冷卻機制會導致暴露在晴朗夜空中的表面結霜或結黑冰，即使環境溫度沒有降至冰點以下也是如此。

輻射冷卻一詞通常用于局部過程，盡管相同的原理也適用于地質時間的冷卻，開爾文首先使用它來估計地球的年齡（盡管他的估計忽略了放射性同位素衰變釋放的大量熱量，未知 當時，以及地幔中對流的影響）。

放射冷卻是太空中物體釋放能量的少數幾種方式之一。 特別是白矮星不再通過聚變或引力收縮產生能量，也沒有太陽風。 因此，它們的溫度變化的xxx方式是通過輻射冷卻。 這使得它們的溫度作為年齡的函數非常可預測，因此通過觀察溫度，天文學家可以推斷出恒星的年齡。

被動日間輻射冷卻 (PDRC) 技術的廣泛應用是使用紅外窗口 (8–13 μm) 通過長波紅外 (LWIR) 熱輻射傳熱與外層空間散熱，已被提議作為減少溫度升高的方法 氣候變化引起的。 被動輻射熱發射技術的安裝已經被提議作為必要的方式來以足夠快的速度降低地球的溫度以保證人類的生存能力。 Munday 總結了此類技術的全球實施情況：

目前，地球吸收的熱量比排放的多 ~1 W/m2，這導致氣候整體變暖。 通過用一小部分熱發射材料覆蓋地球，熱量從地球上流走。