La couche la plus épaisse de l'atmosphère est la troposphère, qui mesure en moyenne 11 miles de haut à l'équateur et est plus mince aux pôles. Tout le temps se produit dans cette couche et la troposphère contient près de 80 % de l'air de l'atmosphère terrestre. Au-dessus de la troposphère, par ordre croissant, se trouvent la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère.
La stratosphère a une épaisseur d'environ 32 km et contient 19 % de l'air terrestre. La couche d'ozone existe dans la stratosphère. La partie supérieure de la stratosphère est plus chaude que la partie inférieure car cette couche bloque la lumière ultraviolette.
La mésosphère a une température moyenne de moins 180 degrés Fahrenheit. Cette couche s'étend jusqu'à environ 52 miles au-dessus de la surface, et c'est là que la plupart des météores se vaporisent dans la partie supérieure de l'atmosphère.
La thermosphère, ou ionosphère, est très chaude en raison de l'absorption de chaleur. Cependant, les humains auraient froid dans cette fine couche car il n'y a pas beaucoup d'air dans la thermosphère. Lorsque des particules ionisées interagissent avec la thermosphère, les aurores boréales apparaissent. Cette couche va jusqu'à 375 miles au-dessus de la surface.
La couche la plus externe est l'exosphère, qui est l'endroit où les particules de gaz s'échappent dans l'espace. Selon les conditions solaires, l'exosphère s'étend de 620 miles à plus de 6 200 miles.