La latitud es la distancia angular, medida en grados, minutos y segundos, entre un lugar y la línea del ecuador. Va desde 0° en el ecuador hasta 90° en los polos y se escribe con N (norte) o S (sur); por ejemplo, Lima se ubica en 12° 02' S. Este dato geográfico es el primer factor que explica el clima de un país, porque determina cuánta energía solar recibe cada territorio y con qué inclinación llegan los rayos del Sol al suelo.

El Perú se extiende desde los 0° 02' S (desembocadura del río Zarumilla) hasta los 18° 21' S (frontera con Chile, en Tacna), es decir, unos 18° 19' de latitud equivalente a cerca de 2 040 km de norte a sur. Como todo su territorio queda entre el ecuador y el trópico de Capricornio (23° 27' S), se clasifica dentro de la zona térmica tropical. Esto significa que el Sol incide siempre bastante alto sobre el país, lo que sostiene un clima cálido durante todo el año y evita la existencia de un invierno térmico como el de los países de latitudes altas.

La relación entre latitud y temperatura se explica mediante el ángulo de incidencia de los rayos solares. Cuando los rayos caen casi de frente (perpendiculares al suelo), la energía se concentra en una superficie pequeña y la temperatura sube; cuando caen inclinados, la misma energía se reparte sobre una zona mayor y el calentamiento disminuye. La analogía de una linterna que se acerca de frente o se inclina frente a una hoja de cuaderno ilustra este principio. Los conceptos asociados son la insolación (energía solar recibida), la altura del Sol (h), que se calcula con h = 90° - |φ - δ|, y la declinación solar (δ), la latitud sobre la que se encuentra el Sol cada día, que oscila entre -23,45° y +23,45°. Como la latitud peruana φ es pequeña (de 0° a -18°), el valor de h siempre resulta elevado y varía poco a lo largo del año; además, el Sol pasa casi vertical sobre el territorio peruano dos veces al año, cerca de febrero y de octubre.

Dentro del país se percibe un gradiente térmico suave pero real de norte a sur: el norte (Tumbes, Piura) registra medias de 25 a 26 °C y casi no cambia entre enero y julio; el centro (Lima, Ica) se mantiene entre 18 y 20 °C; y el sur (Arequipa, Tacna) baja a 16 a 18 °C, con noches frías en la sierra y la puna. La latitud también regula la duración del día: cerca del ecuador dura casi siempre 12 horas, y esa amplitud crece al alejarse. Así, Iquitos (3° 45' S) presenta una diferencia de apenas 20 minutos entre diciembre y junio, Lima (12° 02' S) de 1 h 24 min y Tacna (18° 01' S) de 2 h 10 min.

Un ejercicio resuelto con Lima (φ = -12°) permite aplicar la fórmula de declinación de Cooper y la de altura del Sol: el 21 de diciembre (n = 355, δ = -23,45°) el Sol alcanza h = 78,55° y el día dura 12 h 42 min; el 21 de junio (n = 172, δ = +23,45°) el Sol baja a h = 54,55° y el día dura 11 h 18 min. En ambos casos el Sol sigue alto y la diferencia entre el día más largo y el más corto es de solo 1,5 horas, marca propia de las bajas latitudes. Finalmente, conviene precisar que la latitud explica el marco general del clima peruano, mientras que la corriente fría de Humboldt y la altura del relieve explican las diferencias locales dentro de ese marco.