森林辐射平衡是森林小气候形成的重要物理基础，也是影响森林生态系统生产力的关键生态因素。森林辐射平衡由
太阳总辐射、反射率和有效辐射这三个组成部分的数值大小决定，这些成分的变化会导致森林辐射平衡发生变化。林内太阳辐射经过林冠的吸收、反射和穿透作用后会显著减少。林冠下方的太阳辐射到达量主要受森林结构特征的影响，尤其是树叶数量（以叶面积指数表示）和树叶、树枝的排列方式，以及叶片对光线的反射、吸收和太阳高度角等因素。一般来说，随机分布叶层的林冠下方太阳辐射到达量介于水平叶层和垂直向光叶层之间。叶面积指数越大，太阳辐射到达量越小；太阳高度角越高，太阳辐射到达量越大。
森林反射率是森林辐射平衡的一个重要参数。森林反射辐射是一个复杂的过程，反射辐射可以朝向不同的方向。对于第一次反射来说，太阳辐射可能向上或向下反射，这取决于太阳辐射与叶片的角度。向上的反射辐射在穿过林冠时可能会再次经历透射、反射和吸收，只有部分能够逃逸出林冠，成为通常测量到的林冠反射的一部分。太阳辐射也可能向下反射，考虑到多次反射过程，会有一定的反射辐射向下传播，经过林冠中枝叶的衰减后，最终到达林冠下方并加入到总辐射中。
苏联的研究人员M.H.布德科和M.H.别尔良德曾对不同类型的森林
反射系数进行了测定，结果显示
针叶树的反射系数为0.10至0.15，阔叶树为0.15至0.20，草地则为0.20至0.30。森林反射率相对于雪面、干燥黏土和沙土较小，这是因为林冠的颜色较暗，且冠层的粗糙表面导致了多次反射，增加了林冠对太阳辐射的吸收和穿透。此外，林冠透光间隙的黑体效应以及树木的蒸腾和光合作用都会降低林冠的反射率。
森林有效辐射是在计算森林辐射平衡时要考虑的因素之一。有效辐射受到林冠表面温度、云量和绝对湿度等因素的影响。通常情况下，开阔地面的日间温度高于林冠表面温度，因此开阔地面的有效辐射大于森林作用层，而森林作用层的有效辐射又大于林地。在一天中，森林有效辐射的最大值可达0.84
焦耳/平方厘米·分钟，林地为0.42焦耳/平方厘米·分钟，而开阔地为0.96焦耳/平方厘米·分钟。森林辐射平衡与开阔地辐射平衡的差异主要是因为森林的反射率和有效辐射都小于开阔地。
林内地表与森林作用层或开阔地辐射平衡差异的原因在于，尽管林内地表的有效辐射有所减弱，但总辐射的减弱更加显著，导致林内地表辐射平衡低于森林作用层和开阔地辐射平衡。