A atmosfera é dividida em quatro camadas porque cada camada tem um gradiente de temperatura distinto. As quatro camadas da atmosfera são a troposfera, a estratosfera, a mesosfera e a termosfera. Às vezes, a troposfera é chamada de atmosfera inferior e a termosfera é conhecida como atmosfera superior, com a estratosfera e a mesosfera agrupadas como a atmosfera intermediária.
A troposfera é a camada da atmosfera em que as pessoas vivem, com ar respirável e temperaturas geralmente confortáveis, devido ao reflexo do calor do sol na terra. Esta camada, que é onde ocorre o clima, começa na superfície da Terra e se estende por cerca de 4 milhas nos pólos e 11 milhas no equador. A estratosfera se estende por cerca de 30 a 35 milhas acima da superfície da Terra; esta é a camada que geralmente os aviões atravessam. A estratosfera inclui a camada de ozônio, que absorve grande parte da radiação ultravioleta prejudicial da luz solar. Na mesosfera, as temperaturas caem drasticamente, chegando a um ponto tão baixo quanto -120 graus Fahrenheit. A mesosfera se estende de cerca de 35 a cerca de 50 milhas acima da Terra. A termosfera alcança até 400 milhas acima da superfície da Terra; embora tecnicamente contenha moléculas de ar, elas estão tão distantes umas das outras que não há ar respirável. Esta é a camada em que opera a Estação Espacial Internacional.