Atmosfærisk tilbakestråling (fra engelsk «atmospheric back radiation» eller «atmospheric download longwave radiation» og fra tysk «Atmosphärische Gegenstrahlung») er en sentral del av drivhuseffekten. Drivhuseffekten gjør det levelig på jorden fordi «atmosfæren ligner et tak som slipper gjennom solstrålingen og samtidig absorberer den termiske strålingen fra bakken.» Kunnskap om denne strålingen har betydning for praktiske vitenskaper som meteorologi, kjølesystemer, et cetera. For eksempel i meteorologi, der en ønsker å forutsi nattefrost, tåke, temperaturvariasjoner og skydannelse.