地球的大气层由五大层构成，层与层之间有些有明显的界限或过渡层。大气没有外边缘——只是向外逐渐变薄，直到距地表3100英里(5000千米)的地方，再向外则是真空了。以此为边界向内延伸便是外逸层，它主要是由氢原子组成。
大气中原子间由于离得很远，所以很难相互碰撞，甚至在绕地球一周之后也不会碰到其他原子。这些原子以惊人的速度运动，温度高达4500°F(2500℃)。
贴近地表处，大气密度增大，气压随各大气层气体的增多而升高。在外逸层之下是电离层。
在电离层的底部，两气体分子之间的距离超过0.5英里(0.8千米)。接下来便是中间层，由氦原子和氧原子组成。在这一层中，如果没有特殊的设备仍无法呼吸。
接下来是平流层。平流层含有能吸收来自太阳紫外线的臭氧层。在这一层中，不时的会出现一些高耸的云层，由于对流作用使得这一层很平静，适合于飞机飞行。
平流层通过对流层顶过渡到对流层。这一层顶距两极点5英里(8千米)，距赤道则增厚到10英里(16千米)。99％的气体分子都集中在最低的19英里(31千米)范围内。在这个范围内，气体分子几乎每移动1/300万英寸(0.000008厘米),就要和另一分子碰撞，这些气体分子有氧分子、氮分子以及水汽，二氧化碳和其他一些气体。这些分子相互碰撞时所产生的能量不断地进行传递，从而产生了气流——风的来源，这正是全球的气候模式的根本原因。