L'influence de l'exposition au rayonnement solaire et la vigueur du relief apportent des nuances fondamentales, surtout sous les moyennes latitudes. En effet, dans la zone intertropicale, les contrastes thermiques entre versants sont beaucoup plus faibles car les rayons du soleil sont plus proches de la verticale. Vers l'équateur, dans les régions ensoleillées, la course du soleil fait que les glaciers ont tendance à se trouver principalement sur les versants nord et sud.
Sous les moyennes latitudes, les vallées profondes et étroites ne reçoivent les rayons du soleil qu'en milieu de journée. L'hiver, elles peuvent même rester totalement à l'ombre pendant plusieurs semaines. Les contrastes thermiques entre versants sont importants lorsque les reliefs sont orientés est-ouest. Les versants qui regardent vers les pôles sont beaucoup moins ensoleillés que ceux qui sont tournés vers l'équateur. Les premiers (ubacs, ombrés ou envers) reçoivent le soleil très obliquement, ils sont frais et souvent à l'ombre et généralement abandonnés à la forêt. Les seconds (adrets, endroits ou soulane) reçoivent plus d'énergie solaire, ils sont donc plus chauds et sont bien souvent cultivés et habités par les hommes. Le contraste adret/ubac est particulièrement visible dans les régions montagneuses ensoleillées.
L'angle d'incidence des rayons du soleil varie avec l'exposition et les saisons. Lorsqu'en milieu de journée les rayons solaires ont une inclinaison d'environ 55°, l'adret, avec une pente de 35°, reçoit le rayonnement à la verticale, alors que sur l'ubac, avec une pente équivalente, l'angle n'est que de 20°. La quantité d'énergie par unité de surface est donc nettement plus faible, d'autant plus que la réflexion augmente lorsque l'angle d'incidence diminue. Dans ces conditions, l'énergie reçue par unité de surface varie dans un rapport de 1 à 10 entre les deux versants. Heureusement, le brassage de l'air atténue fortement les contrastes thermiques qui en découlent.
L'exposition des versants par rapport aux flux humides joue un rôle capital. Dans les régions occidentales des moyennes latitudes, les versants exposés aux masses d'air humide et aux perturbations venant de l'ouest (versant au vent) sont nettement plus arrosés que les versants exposés à l'est (versant sous le vent), abrités par la chaîne montagneuse. Après avoir franchi les reliefs, l'air a perdu une grande partie de son humidité, d'où un temps nettement plus sec dans les régions sous le vent.
De manière plus occasionnelle, un flux d'air forcé à franchir une barrière montagneuse peut être à l'origine d'un effet de Foehn de l'autre côté de la montagne, s'il redescend après le passage de la barrière. Il se comprime, se réchauffe et s'éloigne du point de saturation (point de rosée), d'où un vent sec et chaud, soufflant en rafales très violentes : c'est le cas du chinook, dans les Rocheuses septentrionales, ou du foehn, dans les Alpes du Nord.
Dans la zone intertropicale humide, lorsque les flux d'alizé ou de mousson rencontrent des barrières montagneuses, les précipitations augmentent considérablement : Cherrapunji (Inde), sur les contreforts de l'Assam, avec ses 11 m de précipitations annuelles, en est le meilleur exemple. Les contrastes entre versants sont parfois saisissants : des rapports de 1 à 5 entre les précipitations des versants au vent et celles des versants sous le vent sont habituels lorsque les reliefs ont une orientation perpendiculaire aux flux dominants (exemples : Antilles, île de la Réunion, Madagascar, Philippines, Hawaii).