Toprak neminin çevre ve iklim sistemi için önemli bir rol oynadığı eskiden bu yana biliniyordu. Bu parametre yerküre üzerindeki su, tarım süreçlerini ve kuraklık süreçlerini etkiler. Aynı zamanda iklim süreçlerine de etkisi vardır. Kıtalar üzerinde suyun buharlaşma kaynağı olduğu için su ve enerji döngülerini içerir.
2010 yılında Temel İklim Değişkeni (Essential Climate Variable, ECV) olduğu kabul edilmiştir. ECV olan diğer parametreler ise bulutların yoğunluğu, Antartika buz katmanı, okyanuslardaki akıntıları sayabiliriz.
Küresel ölçekte toprak nemini ölçmek zordur. Viyana ve Amsterdam Özgür üniversiteleri ile ESA'nın ortak çalıştığı bir proje ile 1978-2010 yılları arasında uzaydan elde edilen toprak nemi verileri yayınlandı. Yeryüzündeki suyun sadece %0.001'ini oluşturan toprak nemi iklim sisteminde önemli rol oynuyor, fakat bu ilişkinin ayrıntıları bilinmiyor. Ancak uzun süre veri elde edilirse bu ilişki ortaya çıkabilir. Örneğin küresel ısınmanın sonuçlarından biri ısı buharlaşmayı artırır ve bazı bölgelerde toprak iyice kurur. Fakat kurumuş toprak da bu kez üstindeki havayı ısıtır. Sıcak hava daha fazla su tutar ve bu da yağışlara neden olur. Bu durum 2003 de batı Avrupa'da ve 2010 yılında Rusya'da görüldü.
Uydular ile toprak nemi mikrodalga ışınımlar kullanılarak ölçülüyor. Görsel bölgede opak olan bulutları mikrodalgalar geçebilir, dolayısıyla da ölçmeye engel olmaz. Uydu ile toprağın saldığı ışınımları ölçerek toprak nemine karar verilebilir ki buna pasif yöntem deniyor. Aktif yöntemde ise uydu ışınım gönderiyor ve yansıyan miktarı ölçerek toprak nemine karar veriyor. Son yıllarda bu ölçümlere çeşitli uydular katıldı ve 30 yıllık veri elde edildi. Fotoğrafta toprak neminin 2010 yılı Temmuz-Ağustos ortalamasının değişimini görüyorsunuz. 30 yıllık verileri aylık ortalamsını görmek isterseniz http://www.esa-soilmoisture-cci.org/node/1 adresini ziyaret etmelisiniz.