A atmosfera terrestre é organizada em quatro camadas principais: troposfera, estratosfera, mesosfera e termosfera. A separação entre elas ocorre devido a mudanças bruscas na temperatura média. A troposfera é a camada mais próxima da superfície da Terra e concentra a maior parte dos gases atmosféricos. Nela, predominam cerca de 78% de nitrogênio (N₂), 21% de oxigênio (O₂), 0,03% de dióxido de carbono (CO₂) e aproximadamente 0,3% de vapor de água. Existem ainda outros gases em quantidades muito pequenas, mas com grande importância ambiental, como o óxido nitroso (N₂O), o dióxido de nitrogênio (NO₂), o ozônio (O₃) e o metano (CH₄). É nessa camada que acontecem os principais fenômenos climáticos, e sua principal característica é a queda de temperatura conforme a altitude aumenta. Logo acima está a estratosfera, que possui grande concentração de ozônio (O₃). Esse gás se forma quando a radiação solar quebra moléculas de oxigênio (O₂), permitindo que seus átomos se reorganizem em O₃. O ozônio é responsável pelo aumento da temperatura nessa camada, já que absorve a maior parte da radiação ultravioleta do Sol e a transforma em calor. A mesosfera é a terceira camada da atmosfera e, assim como na troposfera, apresenta diminuição da temperatura com o aumento da altitude. Por fim, a termosfera é a camada mais externa entre as quatro. Nela, a temperatura volta a subir com a altitude, pois as poucas moléculas presentes absorvem radiação solar de alta energia, convertendo-a em energia térmica.