Тропосфера – найнижчий шар атмосфери. Верхня межа тропосфери 8-10 км в полярних широтах, 16-18 км над екватором. Через турбулентного перемішування повітря температура в тропосфері по вертикалі знижується в середньому на 6 ° С на один кілометр. В даному шарі зосереджено 80% усієї маси атмосфери. У тропосфері відбуваються все атмосферні явища, формується погода.
Стратосфера – шар атмосфери до висоти 50-55 км. У нижній стратосфері (до 25 км) температура повітря поступово знижується, вище – у верхній стратосфері (до 55 км) – температура повітря починає підвищуватися приблизно до -3 ° С. Це відбувається завдяки поглинанню озоном 03, який в скупченні утворює озоновий шар (на висоті 21-29 км). Завдяки наявності озонового шару поглинається основна частина ультрафіолетового сонячного випромінювання, яка надходить на земну поверхню. Хмар в стратосфері майже немає, саме тут літають реактивні літаки.
Шари атмосфери вище 50 км – мезосферу і термосферу – разом називають іоносферою. Саме ці верстви добре проводять електрику і радіохвилі. Під дією сонячної радіації в них виникають сяйва, найефектніше з них – полярне. Вище 500-1000 км, в екзосфері, частинки газів (переважно водню) розвіюються в навколоземний простір.