大气层随著高度的增加，气体密度就愈加稀薄，从卫星数据的显示，表明在2000公里的高空上，还存在有大气稀薄气体的痕迹。
大气层可分为数层：
(1) 从地面到10-12公里以内的空气是对流层，它包含大气层质量的80%左右，又包含几乎全部水份和尘埃。对流层内，冷热空气不断对流，形成各种气象活动，如云、雨。
(2) 平流层内空气较稀薄，气象活动也少，适宜於飞机飞行，在35-60公里间，还有一层臭氧层，在标准状态下，它的厚度只有3mm。
(3) 平流层上到1000公里内为电离层，在太阳的短波和各种粒子辐射下，电离层的气体分子都被电离成离子或电子。整个电离层可分为四层，其中电的性质以及各层的高度和电离程度随昼夜、季节和太阳的活动而变化。所以，利用电离层反射来传播的无线电短波就因此才出现不稳定的现象。
另外一种分类：
大气层大致可分为(1)对流层,(2)平流层,(3)中气层,(4)同温层。
(1) 对流层:最接近地面的一层称为对流层,平均高约10公里。顾名思义,对流层是对流 (热空气上升,冷空气下降)最旺盛的区域,也是天气现象发生的地方。大气中的水汽, 约有80%存在於对流层,因此它也是蒸发、云、雨、...最经常出现的区域。一般而言, 越接近地面水汽含量月高,因为温度较高而且较接近来源(如:海、湖、森林、沼泽...)。 大气吸收阳光的效率不高,约有50%的阳光穿透为地表吸收,而且空气放出的辐射比吸 收的还多(即不断冷却),因此大气的温度分布成随高度递减的现象。大气则经由热传 导及对流传送热量,弥补辐射冷却所损失的能量。平均而言,对流层中随高度温度递减 约6.5 oC/km。
(2) 平流层:对流层之上,10km至50km之间,为平流层。平流层的特点是温度随高度增 加,因此空气特别稳定,不易产生对流,大气运动多是水平,因次称为平流层。平流层 因为特别稳定,而且没有降水,大气中悬浮微粒(如:火山灰、污染物、核爆辐射尘...) 可停留在平流层数个月到数年之久。
3) 中气层:在这层没有特殊的加热过程,越高处越冷。大气层最冷的地方。 (4) 同温层:在这层,N2、O2、O吸收非常短的太阳辐射(<0.1μm),产生光电离作用 (photoionization),生成许多电离子,因此也称为电离层。由於空气稀薄,只要吸收一点 能量,温度就变得很高(可达数千度)。这里的温度变化与太阳黑子的活动关系密切。 太阳黑子活跃与否可改变温度达一千多度。但是人若在同温层立刻被冻死。为什麼?因 为空气太稀薄,即使每个气体分子温度达数千度,因为太少气体分子撞击人体,对人而 言,温度还是非常低。由於电离子会吸收、反射电讯,电离层的状况对长程通讯影响很 大。
空气流层分哪几种 扩展
1.对流层，在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米.,在这一层内.空气对流很明显,故称对流层。
2.平流层，对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱,这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层”.
3.中间层，又称中层.自平流层顶到85千米之间的大气层.
4.电离层，电离层是地球大气的一个电离区域.60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态,电离层是部分电离的大气区域,完全电离的大气区域称磁层
5.外层，又名散逸层,热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处.
