Khí quyển Trái đất có cấu trúc phân lớp với các tầng đặc trưng từ dưới lên trên như sau: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt, tầng điện ly.

Tầng đối lưu (Troposphere):

- Là tầng thấp nằm ngay trên mặt đất, có chiều cao khoảng 15 – 18 km tính từ mặt đất, chiếm khoảng 70% khối lượng khí.

- Càng lên cao nhiệt độ càng giảm, có nhiệt độ thay đổi giảm dần từ +40⁰C ở lớp sát mặt đất tới -50⁰C ở trên cao.

- Tầng đối lưu có chiều cao thay đổi từ 7- 8km ở các đới cực và khoảng 16-18km ở đới xích đạo.

- Số lượng các khí ở tầng này khoảng 4,12 x 10¹⁵tấn so với tổng khối lượng khí là 5,15.10¹⁵ tấn.

- Là nơi tập trung nhiều hơi nước nhất, bụi và các hiện tượng thời tiết chính như mây, mưa, tuyết, mưa đá, bão,…

Tầng bình lưu (Stratosphere):

- Có một vùng thấp hơn với độ cao trên 25km và có nhiệt độ gần như không đổi, trong khi đó tầng trên của nó nhiệt độ tăng cùng với tăng độ cao.

- Không khí ở tầng bình lưu loãng hơn, ít chứa bụi và các hiện tượng thời tiết. Ở độ cao khoảng 25km trong tầng bình lưu, tồn tại một lớp không khí giàu khí ôzôn thường được gọi là tầng ôzôn.

Tầng trung quyển (Mesosphere): nằm bên trên tầng bình lưu cho đến độ cao 80km. Nhiệt độ giảm theo độ cao, từ -2⁰C ở phía dưới giảm xuống -92⁰C ở lớp trên.

Tầng nhiệt quyển (Thermosphere): có độ cao từ 80km đến 500km, nhiệt độ có xu hướng tăng dần theo độ cao, từ -92⁰C đến +1200⁰C. Nhiệt độ không khí ban ngày rất cao và ban đêm thấp.

Tầng ngoại quyển (Exosphere): bắt đầu từ độ cao 500km trở lên. Tầng này là nơi xuất hiện cực quang và phản xạ các sóng ngắn vô tuyến.

căn cứ vào đặc điểm khác nhau của lớp vỏ người ta chia khí quyển thành 5 phần:

Tầng đối lưu

tầng bình lưu

tầnh giữa

tầng ion

tầng ngoài