Gęstość powietrza jest masą powietrza na jednostkę objętości, którą zajmuje, i jest wyrażana w kilogramach na metr sześcienny podczas używania systemu metrycznego. W wolnej atmosferze gęstość powietrza zmniejsza się, gdy wzrasta temperatura lub gdy powietrze jest wilgotne. Jednak gęstość powietrza rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia.
Ponieważ ciśnienie powietrza spada wraz ze wzrostem wysokości, gęstość powietrza jest mniejsza na wyższych wysokościach, a dostępny tlen w powietrzu jest również mniejszy. Efekt ten można wyczuć podczas wspinaczki górskiej lub w samolocie w górę. Ta różnica w gęstości powietrza w samolocie nie jest odczuwalna przez pasażerów z powodu sprężonego powietrza wewnątrz samolotu.