Die Globalstrahlung wird mit dem horizontal justierten "Pyranometer" gemessen. Als Messfühler dient eine aus hintereinander geschalteten Thermoelementen bestehende geschwärzte Thermosäule. Die geschwärzten Empfangsflächen der aktiven Lötstellen der Thermoelemente absorbieren die einfallende Strahlung und erwärmen sich gegenüber den passiven Lötstellen im Gerätekörper. Die auftretenden Temperaturdifferenzen erzeugen Thermospannungen, die ein Maß für die empfangene Bestrahlungsstärke sind. Gegen Witterungseinflüsse wird der Messfühler durch zwei halbkugelförmige Glashauben geschützt.

Die Messung der diffusen Sonnenstrahlung erfolgt mit dem gleichen Messinstrument, das zusätzlich mit einem Schattenring ausgerüstet ist, der die Sonnenscheibe ausblendet. Dieser Schattenring deckt jedoch auch einen je nach Jahreszeit mehr oder weniger großen Streifen des Himmels ab. Deshalb werden die Messwerte mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens nachträglich korrigiert (Kasten et al., 1984).

Die Messgeräte sind in der Regel horizontfrei aufgestellt. Eine eventuelle Horizonteinschränkung durch Bäume, Gebäude oder Bergrücken überschreitet den Höhenwinkel von 5° nicht.

Die Messgenauigkeit des Pyranometers beträgt bei guter Wartung etwa ±1%.