对流层

大氣層的壓力會隨高度升高而下降。這是因為位於地表上的空氣會被其之上的所有空氣壓著，反之在高的地方，空氣被少一點的空氣壓著，故之氣壓亦隨之遞減。氣壓隨高度而改變是可以根據下列的流動動力學程式所計算：

${\displaystyle {\frac {dp}{dh}}=-\rho g=-{\frac {mpg}{RT}}}$

這裡：

g = 重力加速度

ρ = 密度

h = 高度

p = 壓力

R = 氣體常數

T = 溫度

m = 摩爾質量

假設一個常溫，壓力會隨高度以指數方式而下降：

${\displaystyle p(h)=p(0)e^{-{\frac {mgh}{RT}}}}$

在對流層，高度每上升1公里，氣溫會平均下降攝氏度6.49。這種氣溫遞減是因為絕熱冷卻的出現。當空氣上升時，氣壓會下降而空氣隨之擴張。為了使空氣擴張，需要有一定的功施予四周，故此氣溫會下降。（因熱力學第一定律）

在中緯度地區氣溫會由海平面的大約+17℃下降至對流層頂的大約-52℃。而在極地（高緯度地區），由於對流層相對地薄，所以氣溫只會下降至-45℃，相反赤道地區（低緯度地區）氣溫可以下降到-75℃。

正因為對流層上冷下热，所以對流運動特別顯著。這正是中文「對流層」的名稱由來。

對流層與其之上的平流層的邊界，約離地面11公里附近的位置，稱為對流層頂。但這個邊界的高度會隨季節及緯度而有所變化。一般來說，在赤道地區附近高17公里，而在極地附近則約高9公里，而平均高度則大概離地11公里左右。長途客機大多會在這個邊界飛行。

要計算在對流層的氣溫因高度而轉變，就需要認識平流層，因平流層界定了對流層的位置。在對流層，氣溫隨高度而下降，反之在平流層，氣溫會隨高度而上升。當氣溫遞減率由正數（對流層）轉到負數（平流層）的現象出現時，那正好表示了那裡是對流層頂的區域了。