Атмосфера — газовая оболочка вокруг Земли. Она состоит из смеси газов, называемой воздухом. Воздух состоит из азота (78%), кислорода (21%), аргона (0,9%), углекислого газа (0,03%), а также криптона, ксенона, неона, гелия, водорода, озона и др. Масса атмосферы около 5,15×10^15 тонн. Нижняя граница атмосферы - земная поверхность, четко выраженной верхней границы нет, атмосфера постепенно переходит в космическое пространство. Нормальное атмосферное давление на уровне моря 1013,3 гПа. Плотность воздуха на уровне моря 1,27-1,30 кг/м3, на высоте 12 км - 0,31 кг/м3, на высоте 40 км - 0,004 кг/м3. 

Атмосфера имеет слоистую структуру. Нижняя часть атмосферы - тропосфера. Ее толщина над экватором - 17 км, в полярных областях - 8-9 км, в средних широтах - 10-11 км.  В ней сосредоточено около 80% всей массы воздуха. Воздух тропосферы получает тепло от нагретой Солнцем земной поверхности. Поэтому чем выше, тем холоднее. В тропосфере температура воздуха понижается с высотой на 6°C на 1 км. В этом слое находится почти весь водяной пар, здесь формируются все облака, определяющие погоду на Земле. Переходный слой между тропосферой и стратосферой - тропопауза. Температура здесь практически не изменяется. Стратосфера расположена между высотами 15-55 км. В ней воздух разрежен. В нижней части температура постоянная (около -50°C), начиная с высоты 25 км повышается на 3°C на 1 км. На этой высоте расположен озоновый слой. Между стратосферой и мезосферой расположена стратопауза, в которой температура около 0°C.  В мезосфере до высоты 60 км температура  понижается на 3,5°C на 1 км и достигает -90°C. В мезосфере возникают серебристые облака, отмечается ионизация частичек газа. На высоте 80-85 км находится мезопауза, где температура постоянная или медленно повышается. Выше расположена термосфера (ионосфера), где происходит резкое повышение температуры за счет поглощения прямого солнечного излучения и достигает 1500-2000°C. Воздух здесь сильно ионизирован.  Ионосфера простирается до высоты 1000 км. Еще выше расположен слой экзосфера, из которого частицы воздуха, преимущественно атомы водорода рассеиваются в космическом пространстве.

В результате неоднородности температуры атмосферы по высоте и неравномерного нагревания масс воздуха в экваториальных и полярных широтах, происходит общая циркуляция атмосферы (пассаты, муссоны, циклоны, антициклоны и т.д.). В стратосфере возникают мощные струйные течения, в которых скорость ветра может достигать 100-150 м/с.

В настоящее время изучение атмосферы осуществляется под руководством Всемирной метеорологической организации (ВМО), в которую входят многие страны. Для наблюдений за погодой создана сеть метеорологических станций и постов, используются методы вертикального зондирования атмосферы, радиолокация, специальные суда, ракеты и метеорологические спутники.