在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低， 大约每升高100米，气温降低0.6°C，主要原因是对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面愈高，受热愈少，气温就愈低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，或者地面上随高度的增加，降温变化率小于0.6°C，称为逆温现象。
成因
1.辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜空，由于地面有效辐射减弱，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失。
2.平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温（冷暖空气的温差较大），上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。
3.地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。或者冬季冷空气重，一沉聚谷底，造成下冷上热的现象。 (例子:果树，蔬菜等农作物不种谷底)
4.下沉逆温：在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。
5.洋流逆温：寒流来临时，冷空气潜入暖空气下，带来干燥且多雾气候。
