Atmosfera jest podzielona na cztery warstwy, ponieważ każda warstwa ma charakterystyczny gradient temperatury. Cztery warstwy atmosfery to troposfera, stratosfera, mezosfera i termosfera. Czasami troposferę nazywa się niższą atmosferą, a termosfera jest znana jako górna atmosfera, a stratosfera i mezosfera grupują się jako środkowa atmosfera.
Troposfera jest warstwą atmosfery, w której żyją ludzie, z oddychającym powietrzem i ogólnie komfortową temperaturą, z powodu odbicia słońca od ziemi. Warstwa ta, w której występuje pogoda, zaczyna się od powierzchni ziemi i rozciąga się około 4 mil na biegunach i 11 mil na równiku. Stratosfera rozciąga się około 30 do 35 mil ponad powierzchnią ziemi; to jest warstwa, przez którą przelatują samoloty. Stratosfera zawiera warstwę ozonową, która pochłania dużo szkodliwego promieniowania ultrafioletowego w świetle słonecznym. W mezosferze temperatura spada drastycznie, osiągając punkt tak niski jak -120 stopni Fahrenheita. Mesosphere rozciąga się od około 35 do około 50 mil ponad ziemią. Termosfera dociera aż do 400 mil ponad powierzchnię ziemi; podczas gdy technicznie zawiera cząsteczki powietrza, są one tak daleko od siebie, że nie ma oddychającego powietrza. To jest warstwa, na której działa Międzynarodowa Stacja Kosmiczna.