Son augmentation ou sa diminution, suivant les cas, permet de délimiter des couches atmosphériques qui se nomment, en partant du bas vers le haut :

• La plus basse couche, appelée troposphère,  est la couche dans laquelle se forment les nuages. La température y diminue  régulièrement en s’élevant depuis le sol (où elle est en moyenne de 15 °C) pour atteindre les -50°C au plus haut. L’épaisseur de la troposphère n’est pas partout la même. Sa limite supérieure, appelée  tropopause, est située à  7 km d’altitude aux pôles et 15 km à l’équateur. Elle est de 11 km sous nos latitudes.
• Au-dessus, se trouve la stratosphère où la température se stabilise puis augmente pour atteindre 0°C au niveau de la stratopause (altitude de 50 km) . Même si le vol au dessus de la tropopause présente la garantie d’un ciel sans nuage, le vol stratosphérique est possible mais peu fréquent car peu rentable. Les avions militaires (avions de chasse ou d’observation) peuvent atteindre pour certains les 30 km d’altitude (record à 37 km). Les ballons les plus performants ont un plafond de vol de 40 km).

• Plus haut encore, au dessus de 50 km dans la mésosphère,  la température décroît fortement jusqu’à la mésopause (environ 80 km) où elle atteint les -90°C.

• La couche supérieure, est la thermosphère : La température y croît fortement jusqu’à atteindre 500°C à la limite de l’atmosphère.