Yükseklere çıktıkça giderek Güneş’e yaklaştığınız için sıcaklığın artması gerektiğini düşünebilirsiniz. Ancak Güneş yaklaşık 150 milyon kilometre uzaklıktadır. Bu mesafenin sadece birkaç kilometre azalması Güneş’ten alınan enerji miktarında önemli bir değişiklik yapmaz. Aksine yeryüzünden uzaklaştıkça sıcaklığın düşmesi hepimizin aşina olduğu bir olgudur. Bu durumun sebebi yükseklere çıkıldıkça düşen basınçla beraber havadaki moleküllerin ortalama enerjisinin de düşmesidir.

Belirli bir yükseklikteki bir miktar havayı ele alalım. Bu bir miktar gaz, atmosfer içinde yükseldikçe üzerindeki toplam hava miktarı azaldığı için kendini giderek daha düşük basınçlı bir ortamın içinde bulur. Böylece yükselen hava genleşir Ancak genleşme enerji isteyen bir süreçtir.

Moleküller uzaklaşırken hareket enerjilerinin bir kısmını kaybeder. Sıcaklık ortalama hareket enerjisinin bir ölçüsü olduğu için bu durum yükselen havanın sıcaklığının da düşmesi anlamına gelir. Bu yüzden daha yüksek irtifalar daha soğuktur.