地球表面大氣層之分層方法有幾種，最普通的是根據溫度的垂直分布與變化來劃分，最低一層為對流層，其上為平流層，再上為中氣層，最高層為增溫層。各層之厚度及分界，常因時因地而異，並非一成不變（圖１）。 對流層之厚度，平均約12公里，夏季常較冬季為厚，低緯度地區亦常厚於高緯度地區，赤道附近對流層厚約18公里，兩極附近厚僅8至9公里。對流層內氣溫通常隨高度增高而下降，平均每增高1公里，約降低攝氏 6.5度。對流層內，空氣較不穩定，上下對流頗盛，大氣中之水汽，幾乎全部存於此層內，故雲、霧、雨、雪等常見之天氣現象，均限於此對流層中，且多發生於此層之下部。

圖1 大氣的溫度分層

平流層之範圍，約自10餘公里至50－55公里，自對流層頂至高約30－35公里處屬平流層下部，氣溫幾恒定不變，或隨高度之增高而略為上升。30餘公里以上，溫度反隨高度而增，平均每升高1公里，溫度約增加攝氏5度，至50－55公里處溫度達最高峰。平流層內源自地面之水汽及灰塵幾已絕跡，氣流平穩。平流層上部因臭氧吸收太陽的紫外線輻射，於是氣溫升高。

中氣層範圍大約自50至80公里處，溫度一般都是向上遞減，直至中氣層頂，溫度降至零下95℃左右或更低。從地面到中氣層頂，大氣中除了水汽和臭氧之外，其他各種氣體的成份近似不變，因此中氣層以下區域，我們稱之為「均勻層」。

增溫層是中氣層頂以上溫度再度升高的區域，當太陽寧靜時，此層可伸展至400公里高度，在太陽活動期間則可達500公里上下。增溫層下部，空氣至為稀薄，空氣分子易於電離，空中自由電子頗為豐富，通稱為電離層，對於反射無線電波功能方面功效頗大。（資料來源：中央氣象局）