大气层一般分成三层，平流层、对流层和高层大气。
对流层，位于大气的最低层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化。在低纬度地区平均高度为17～18公里,在中纬度地区平均为10～12公里,极地平均为8～9公里。
平流层,亦称同温层,是地球大气层里上热下冷的一层,此层被分成不同的温度层,当中高温层置于顶部,而低温层置于低部。它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反,对流层是上冷下热的。
高层大气是指地球大气开始电离(约60千米)以上的大气区域。对于高层大气起始高度的划分不尽一致,如有人把探空气球可上升到30千米高度作为高层大气下限,也有人把中间层顶(约80千米)以上的大气区域称为高层大气。
