Atmosfer; Dünya’yı saran gaz katmanıdır. Yaşamı korur, ısı dengesini düzenler ve hava olaylarını mümkün kılar. Sıcaklık ise atmosferin enerjisini ve yoğunluğunu etkileyerek basınç, rüzgâr, nem ve bulutlanma gibi süreçleri belirler.

Kuru hava büyük ölçüde azot ve oksijenden oluşur. Su buharı, ozon ve aerosoller miktar olarak azdır ama sıcaklık ve hava olayları üzerinde çok etkilidir.

Toz, deniz tuzu, duman gibi parçacıklar güneş ışığını saçabilir (soğutucu etki) veya bazı koşullarda soğurup ısıtabilir. Ayrıca bulut damlacığı çekirdeği olarak yağışı etkiler.

Atmosfer katmanları sıcaklığın yükseklikle değişimine göre ayrılır. Bu nedenle “sıcaklık profili” katmanları anlamanın anahtarıdır.

Troposfer alttan ısınır: Güneş önce yeryüzünü ısıtır, yeryüzü de havayı ısıtır. Yükseğe çıkıldıkça basınç azalır; hava genleşir ve genleşme soğumaya yol açar.

Atmosfer basıncı, üstteki hava sütununun ağırlığıyla oluşur. Yükseklik arttıkça hava sütunu azalır, dolayısıyla basınç düşer. Basınç azaldıkça yoğunluk da genelde azalır.

Basınç–hacim–sıcaklık ilişkisi birçok atmosfer probleminde temel çerçevedir.

Aynı miktar gaz için sıcaklık artarsa basınç artma eğilimindedir veya gaz genleşebilir. Atmosferde çoğu zaman genleşme gerçekleştiği için yükselirken soğuma gözlenir.

Sıcaklık ölçülen bir durum büyüklüğüdür (termometre). Isı ise enerji aktarımıdır ve sıcaklık farkı olduğunda akar.

Bir maddenin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken enerji “özgül ısı” ile ilgilidir. Denizler, karalara göre daha geç ısınıp daha geç soğur. Bu yüzden kıyı alanlar daha ılımandır.