大氣層是包圍著地球的一層氣體，它的厚度有兩三千千米。大氣層是由空氣、水蒸氣和懸浮在大氣中的固體雜質三部分組成的。其中，空氣是由多種氣體混合而成的，氮和氧兩種氣體約占空氣的99%。氧是維持生命的必要物質，氮是地球上生物體的基本成分，二氧化碳、臭氧也是生命中所不可缺少的。水汽和固體塵埃雖含量少，卻是成云致雨的必要條件。塵埃作為凝結核，使周圍的水汽在它上面凝結，對云雨的形成至關重要。

根據各個不同高度上的大氣特性的不同，氣象學家往往把大氣劃分為幾個層次，即對流層、平流層、中間層、熱成層和外在氣層。現在大氣中含量最多的氮，在地面附近的大氣中約占18%，主要是由動物尸體和排泄物分解而來。對流層在大氣層的底層，緊靠地球表面，其厚度為1萬米至2萬千米。動物、植物的生存，人類的絕大部分活動，也在這一層內。因為這一層的空氣對流很明顯，故稱對流層。對流層以上是平流層，平流層的空氣比較穩定，大氣是平穩流動的，故稱為平流層。平流層以上是中間層，這里的空氣已經很稀薄，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層，暖層最突出的特征是當太陽光照射時，太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度極高，故稱暖層。

在離地面500千米以上的叫外大氣層，也叫磁力層，它是大氣層的最外層，是大氣層向星際空間過渡的區域，外面沒有什么明顯的邊界。

在通常情況下，大氣層上部界限在地磁極附近較低。近磁赤道上空在向太陽一側，約有10個地球半徑高度，換句話說，大約有6.5萬千米高的區域為這里的大氣層上部界限。在這里空氣極其稀薄。通常把1000千米之內，即電離層之內作為大氣的高度，即大氣層厚1000千米。