Die atmosphärische Gegenstrahlung ist der Anteil der Wärmestrahlung aus der Atmosphäre, der in Richtung der Erde abgestrahlt wird und dessen Energie somit im System der Erde verbleibt. Sie ist ein wichtiger Bestandteil der Energiebilanz an der Oberfläche und trägt zum Treibhauseffekt bei. Sie heißt Gegenstrahlung, da sie dem Netto-Strahlungstransport entgegengesetzt ist. Die Größe Gegenstrahlung ist je nach Teilgebiet der Physik verschieden zu interpretieren. Die Gegenstrahlung bezeichnet in der quantenmechanischen Betrachtung die Wärmestrahlung vom kalten zum warmen Körper - untrennbar mit der intensiveren Strahlung in umgekehrter Richtung verbunden. Im Rahmen der thermodynamischen Betrachtung bezeichnet die Gegenstrahlung einen der Terme in der Strahlungsbilanz, so dass alle Terme jeweils nur von der Temperatur eines der betrachteten Körper abhängen. Im idealisierten Treibhausmodell ist sie ein wesentlicher Bestandteil der Rechnung.