L'air se refroidit lorsqu'il monte dans l'atmosphère, car à mesure que l'altitude augmente, la pression atmosphérique diminue et permet aux molécules d'air individuelles de se dilater les unes des autres. Cette expansion entraîne une diminution des collisions entre les molécules d'air, ce qui entraîne alors moins d'énergie thermique transférée entre ces molécules.
À la surface de la Terre, la pression atmosphérique est la plus élevée en raison du poids combiné de toutes les molécules d'air dans l'atmosphère au-dessus. Une fois qu'une masse d'air est chauffée, elle s'élève dans l'atmosphère. Au cours de cette ascension, l'énergie thermique de la masse d'air est progressivement utilisée pour dilater la masse d'air. Cela explique la perte de chaleur lorsque l'air s'élève dans l'atmosphère.
