同温层（stratosphere）是对流层顶部至平流层中下层区域，是平流层里温度最低（中高纬度地区同温层温度在-45°左右）且温度保持不变或变化很小的区域。从对流层顶到50～55 KM高度的一层称为平流层。从对流层顶到35～40 KM左右的一层，气温几乎不随高度变化，为-55℃左右，故称为同温层。
从这以上到平流层顶，气温随高度增高而增高，至平流层顶达-3℃左右，亦称逆温层，平流层集中了大气中大部分臭氧（O3），并在20-25 KM高度上达到最大值，形成臭氧层。
臭氧层能强烈吸收波长为200～300 nm的太阳紫外线，保护了地球上的生命免受紫外线伤害。
