Tầng bình lưu là khu vực của các tương tác với cường độ cao của các quá trình hóa học, động lực học và bức xạ. Trong đó sự pha trộn của các thành phần khí quyển diễn ra theo chiều ngang diễn ra mạnh hơn theo chiều đứng. Tầng bình lưu ấm hơn phần trên của tầng đối lưu, chủ yếu là do tầng ôzôn trong tầng bình lưu hấp thụ bức xạ cực tím của Mặt Trời.

Tầng bình lưu có giới hạn từ 16 -> 80 km; có lớp ozon giúp ngăn cản các tia bức xạ có hại cho sinh vât trên Trái Đất.