Gasstrahlung bezeichnet die Wärmestrahlung von Gasen. Vereinfachend wird der Einfluss von Gasen zwischen zwei im Strahlungsaustausch stehenden Körpern fast immer vernachlässigt.
Gase reflektieren, absorbieren und emittieren elektromagnetischen Strahlung, z. B. sichtbares Licht, anders als gewöhnliche Oberflächen: bei Gasen sind diese Effekte abhängig von der Wellenlänge $ \lambda $ der Strahlung („Strahlungsband“):
Es gilt
Ohne Reflexion, also $ \rho (\lambda )=0 $, folgt:
Ein Gas kann nicht als grauer Strahler angesehen werden, für ein Gas kann auch kein gemittelter Emissionsgrad angegeben werden.
Das Strahlungsverhalten des Gasgemisches Luft ist nicht trivial zu bestimmen. Luft besteht im Wesentlichen aus den vier Gasen Stickstoff (N2), Sauerstoff (O2), Wasserdampf (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2), somit setzt sich das Strahlungsverhalten von Luft aus diesen vier Gasen zusammen. Trotz ihres großen Anteils beeinflussen Stickstoff und Sauerstoff das Strahlungsband von Luft kaum, denn aufgrund des symmetrischen Aufbaus dieser Moleküle sind sie nicht IR-aktiv, d. h. sie absorbieren keine Infrarotstrahlung. Letztendlich besitzt Luft somit ein Strahlungsband, welches sich hauptsächlich aus einer Kombination von CO2 und H2O zusammen setzt. Es liegt genau indem für den Treibhauseffekt relevanten Bereich der infraroten Strahlung mit Wellenlängen größer 1 µm. Somit tragen diese beiden Gase wesentlich zur Erwärmung der Erdatmosphäre bei, da sie die Strahlung nicht ungehindert in den Weltraum entlassen (Treibhausgase).
Auch bei der Abkühlung der Erdoberfläche in der Nacht spielt die Gasstrahlung eine wesentliche Rolle: Da nachts keine Sonneneinstrahlung stattfindet, kühlt der Erdboden durch Wärmeabstrahlung in den Nachthimmel ab. Allerdings sendet die Luftschicht, die sich direkt über der Erdoberfläche befindet, aufgrund der Gasstrahlung auch wieder Wärmestrahlung auf die Erdoberfläche zurück, was die Abkühlung des Bodens um einen gewissen Betrag mindert. Da diese Rückstrahlung entgegen der gewöhnlichen Abstrahlrichtung erfolgt, wird sie atmosphärische Gegenstrahlung genannt.