La capa inferior o troposfera: Se extiende desde la superficie hasta unos 10-15 kilómetros de altitud (menor en los polos y mayor en el ecuador). Contiene aproximadamente el 75% de la masa de gases totales que componen la atmósfera. En esta capa la temperatura disminuye con la altitud. Cada 100 m de ascenso disminuye la temperatura 0,64 ºC. En el extremo superior de la troposfera se encuentra la tropopausa, una superficie ideal que marca el principio de la estratosfera, a una altura en donde la temperatura llega aproximadamente a los -57ºC.
La estratosfera: se extiende desde la tropopausa (15 km de altitud) hasta la estratopausa (50 km de altitud). En ella podemos distinguir dos partes: la estratosfera inferior, en la que la temperatura se mantiene constante, y la estratosfera superior, en la que la temperatura va aumentando conforme ascendemos pudiendo llegar a alcanzar 60C en su punto más alto, coincidiendo con la estratopausa. El aumento de temperatura en la estratosfera se debe a la presencia de ozono (O3). Éste se localiza aproximadamente a un intervalo de altura de 20 a 40 kilómetros y tiene la propiedad de absorber gran parte de las radiaciones ultravioletas ( con una λ menor de 360 nm ) que llegan del sol , de esta manera se produce ese efecto de calentamiento.
la mesosfera: esta capa se extiende por encima de los 50 kilómetros, aquí la temperatura vuelve a descender hasta un mínimo de 85ºC a una altura de 80 kilómetros. Sobre la mesosfera se encuentra la mesopausa.
la termosfera, o ionosfera: Las radiaciones ultravioleta desempeñan un papel fundamental en esta capa, por su capacidad de disociar las moléculas de nitrógeno y oxígeno existentes. La temperatura vuelve a ascender alcanzando temperaturas de hasta aproximadamente 1.500ºC debido a la absorción de estas radiaciones de alta energía. Los gases se encuentran fuertemente ionizados, esta ionización va en aumento con la altura y alcanza varios máximos llamados capas: capa D, base de la ionosfera; capa E o de Kennelly-Heavyside, a 120 Km; capa F o de Appleton, a 160 Km y la capa Fr de 260 a 350 Km.
