يغطي المقرر مبادئ الفيزياء، الديناميكا الحرارية، إنتاج الطاقة، تفاعل الضوء مع المادة، بالإضافة إلى نقل الكتلة والطاقة في النظم البيئية مثل الغلاف الجوي، المحيط، أو الأرض الصلبة.