L'atmosphère de la Terre se découpe en cinq couches d'importance variable. Leur limite sont fixées selon les discontinuités dans les variations de la température, en fonction de l'altitude.
Troposphère: Elle s'étend du niveau du sol à 7 km (aux pôles) et 17 km (à l'équateur). C'est dans cette couche atmosphérique que se produisent tous les phénomènes atmosphériques. Les 3 premiers km, à compter du sol, sont les plus pollués. La température y décroît de 6°C par km.
Stratosphère: Couche atmosphérique qui s'étend depuis la troposphère jusqu'à environ 50 km d'altitude. A 35 km environ, on peut trouver la couche d'ozone, le gaz qui protège toutes les espèces vivantes des dangereux UV émis par le Soleil. Depuis plusieurs décennies, on peut observer un trou dans cette protection à hauteur des pôles et qui s'étend sur des millions de km.
Mésophère: Couche atmosphérique qui s'étend entre 50 et 80 km environ. La température décroît jusqu'à descendre à -100°C. C'est dans la mésosphère que la majorité des météorites se consument en entrant dans l'atmosphère, se transformant en étoiles filantes.
Thermosphère: Couche atmosphérique qui s'étend de 80 à 700 km à sa plus grande altitude. C'est la zone où la température croît avec l'altitude pour atteindre jusqu'à 1 600 °C selon l'activité solaire. Le phénomène s'explique par le bombardement des molécules atmosphériques par le rayonnement cosmique.
Exosphère: Couche atmosphérique la plus épaisse puisqu'elle s'étend de la thermosphère jusqu'à 50 000 km d'altitude environ. La densité de particules y est extrêmement faible pour descendre de 106/cm3 à environ 700 km d'altitude à 100/cm3 à 5 000 km d'altitude.
Le principal constituant de l'atmosphère terrestre est l'azote, présent à hauteur de 78 %, suivi par l'oxygène (20 %).
