Atmosferi oluşturan gazlar, yer çekiminin etkisiyle ağırlıklarına göre iç içe katlar oluşturur. Bu katların sınıflandırılmasında gazların fiziksel özellikleri, bileşimleri ve sıcaklıkları etkili olmuştur.

Troposfer

Atmosferin yeryüzünden itibaren, 9 16 km yüksekliğe kadar uzanan hareketli katmanıdır. Güçlü yatay ve dikey hava hareketleri görülür. Bu hareketlilik gazların mekanik karışımını sağlar. Yer çekiminin fazla olması nedeniyle Atmosferi oluşturan gazların % 75’i bu katta yer alır.

Troposferin kalınlığı Ekvat0rda 16 km civarında olup, kutuplara doğru gidildikçe basamaklar hâlinde alçalır ve 9 km’ye kadar düşer. Bu durumun başlıca nedeni, Ekvat0rda yerden ısınmayla yükselici hava hareketlerinin, kutuplarda ise soğuma etkisiyle alçalıcı hava hareketlerinin görülmesidir.

Troposferin, özellikle yeryüzüne yakın kesimlerinde su buharının yoğun olarak bulunması, hava olaylarının(yağış, bulut oluşumu, rüzgâr vs.) yaşanmasına olanak sağlamıştır. Ayrıca yeryüzünden yansıyan Güneş ışınları su buharı tarafından tutulduğundan, troposferin yeryüzüne yakın kesimleri üst kesimlerine göre daha sıcaktır. Yeryüzünden yükseldikçe sıcaklık ortalama her 100 metrede 0,5 ^oC düşer.

Stratosfer

Troposferin üst sınırına tropopoz denir. Stratosfer, bu sınırdan sonra başlar ve yaklaşık 50 km yüksekliğe kadar devam eder. Stratosferde jet rüzgarları adı verilen yatay hava hareketleri görülür. Sıcaklık, ortalama -50 ^oC civarındadır.

Stratosfer içinde oksijenin, ultraviyole ışınlarının etkisiyle yerden 19 45 km yükseklikleri arasında ozon gazına dönüşerek ozon tabakası denilen bir bölüm oluşturur. Bu tabaka canlılar için zararlı olan ultraviyole ışınlarının, doğrudan yeryüzüne ulaşmasını engeller. Ozon tabakasındaki sıcaklık, stratosferin alt kesimlerine göre daha yüksektir.

Mezosfer

Stratosfer ile mezosfer arasındaki stratopoz adı verilen geçiş katmanından sonra başlar ve yaklaşık 80 km yüksekliğe kadar devam eder. Sıcaklık yükseltiye bağlı olarak azalır. Atmosfere giren gök taşları mezosferde gaz moleküllerine sürtünerek, açığa çıkan enerjiyle yanar ve parçalanır. Bu olaya halk arasında yıldız kayması denir. Mezosfer ile termosfer arasından mezopoz adı verilen geçiş katmanı bulunur.

Termosfer

Atmosferin yeryüzünden mezopoza kadar olan bölümünde, katlar az çok düzenli katmanlar hâlindedir. Ancak bu sınırdan itibaren başlayan termosferde, iyonlaşmış ve atomlarına ayrılmış gazlar düzenli katmanlar oluşturmaz.

İçeriğindeki gaz iyonları sayesinde radyo dalgalarının uzaya kaçmasını engelleyerek, bu dalgaları yeryüzüne yansıtır ve haberleşmeye olanak sağlar.

Termosfer, atmosferin en sıcak katmanıdır. Sıcaklık 1000 ile 1650 ^oC arasında değişir. Güneş fırtınalarının uzaya yaymış olduğu yüklü parçacıkların, Dünya’nın manyetik alanı ile etkileşmesi sonucu oluşan kutup ışıkları ya da aurora bu katmanda görülür.

Ekzosfer

Atmosferin uzaya geçiş katmanıdır. Yer çekiminin etkisinin çok az olduğu bu katmanda, gazlar çok seyrektir. Bu nedenle üst sınırı varsayımlara dayanmaktadır. Haberleşme uyduları genellikle ekzosfer katmanında bulunur.

Dünya’nın uydusu olan Ay’da atmosfer olmadığından, meteorolojik olaylar görülmez. Gökyüzü karanlıktır. Ay’da günlük sıcaklık farkı çok fazladır. Gündüz yüzey sıcaklığı ortalama 107 ^oC, gece boyunca ortalama -153 ^oC civarındadır.