Khi ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống một mái nhà màu trắng, phần lớn nó bị phản xạ và truyền ngược lại bầu khí quyển vào không gian. Nhưng khi ánh sáng Mặt Trời chiếu vào một mái nhà tối, khoảng 15% trong số đó bị phản xạ trở lại bầu trời, nhưng phần lớn năng lượng của nó được hấp thụ vào hệ thống mái nhà dưới dạng nhiệt. Nhiệt hấp thụ làm nóng mái nhà và phát xạ trở lại không gian dưới dạng bước sóng điện từ dài hơn nhiều, được khí quyển hấp thụ. Các chất khí trong khí quyển hấp thụ mạnh nhất các bước sóng dài này được gọi là "khí nhà kính".[5]

Mái nhà mát phản chiếu ánh sáng mặt trời nhiều hơn đáng kể và hấp thụ nhiệt ít hơn so với mái màu tối truyền thống.[6]

Suất phản chiếu của một số loại mái. (1) Mái nhựa đường: 0,03-0,18[7] (2) Tôn lượng sóng: 0,10-0,15[7] (3) Mái nâu đỏ: 0,10-0,35[7] (4) Mái màu: 0,15-0,35[7] (5) Mái cỏ: 0,30-0,50[8] (6) Sơn trắng: 0,50-0,90[7] (7) Mái phản xạ mạnh: 0,60-0,70[7].

Có hai thuộc tính được sử dụng để đo lường hiệu ứng của mái nhà mát:[9]

• Độ phản xạ, còn được gọi là suất phản chiếu, là khả năng phản xạ ánh sáng Mặt Trời. Nó được biểu thị dưới dạng phân số thập phân hoặc phần trăm. Nó bằng tỷ lệ giữa phần năng lượng Mặt Trời bị bề mặt phản xạ trở lại không gian so với năng lượng Mặt Trời chiếu vào bề mặt. Giá trị 0 chỉ ra rằng bề mặt hấp thụ tất cả các bức xạ Mặt Trời và giá trị 1 (hoặc 100%) thể hiện phản xạ toàn phần.
• Độ phát xạ nhiệt là khả năng phát xạ trở ra môi trường xung quanh lượng nhiệt đã hấp thụ, thường là phát xạ ở bước sóng dài hơn ánh sáng. Nó cũng được biểu thị dưới dạng phân số thập phân giữa 0 và 1 hoặc tỷ lệ phần trăm. Nó bằng tỷ lệ giữa công suất phát xạ trên một đơn vị diện tích bề mặt mái, ở một nhiệt độ nhất định, so với công suất phát xạ của vật đen tuyệt đối có cùng diện tích và ở cùng nhiệt độ.

Một phương pháp khác để đánh giá độ mát là chỉ số phản xạ mặt trời (SRI), kết hợp cả độ phản xạ và độ phát xạ vào một giá trị duy nhất.[9] SRI đo khả năng của mái nhà để loại bỏ nhiệt mặt trời, được xác định sao cho màu đen tiêu chuẩn (độ phản xạ 0,05, độ phát xạ 0,90) là 0 và màu trắng tiêu chuẩn (độ phản xạ 0,80, độ phát xạ 0,90) là 100.[10]

Một chỉ số SRI hoàn hảo là khoảng 122,[9] giá trị cho một chiếc gương hoàn hảo, không hấp thụ ánh sáng mặt trời và có độ phát xạ rất thấp. Vật liệu thực tế duy nhất đạt gần được đến mức này là thép không gỉ có SRI là khoảng 100 đến 115.[9] Mái nhà có độ phản xạ cao, độ phát xạ thấp duy trì nhiệt độ rất gần với môi trường xung quanh mọi lúc, ngăn nhiệt truyền vào ở vùng khí hậu nóng và giảm thiểu thất thoát nhiệt ở vùng khí hậu lạnh.

Ở một số vùng ôn đới nơi có nhiều ngày sưởi ấm hơn ngày làm mát, mái mát màu trắng có thể không hiệu quả về mặt năng lượng do có thể làm tăng chi phí sưởi ấm trong mùa đông. Theo Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ, Khảo sát tiêu thụ năng lượng của các tòa nhà thương mại năm 2003, nhu cầu sưởi ấm chiếm 36% tiêu thụ năng lượng hàng năm của các tòa nhà thương mại, trong khi điều hòa không khí chỉ chiếm 8% tại Hoa Kỳ.[11] Máy tính năng lượng thường cho thấy một khoản tiết kiệm ròng hàng năm cho các hệ thống mái tối màu ở vùng khí hậu lạnh.

Một mái nhà hoàn hảo sẽ không hấp thụ nhiệt vào mùa hè và không mất nhiệt vào mùa đông. Để làm điều này, nó sẽ cần một SRI rất cao để loại bỏ hấp thụ nhiệt trong mùa hè và tổn thất trong mùa đông. Mái nhà SRI cao hoạt động như một rào cản phát xạ, cung cấp hiệu ứng bình giữ nhiệt. Còn mái nhà có độ phát xạ cao sẽ gây mất nhiệt bức xạ vào mùa lạnh. Các mái nhà bằng kim loại có khả năng phản chiếu tốt, như thép không gỉ, vừa có SRI cao, vừa không có độ phát xạ, thích hợp cho mùa hè, và không gây mất nhiệt vào mùa đông.