A Földünket körülölelő légkör nem homogén, hanem réteges elrendeződésű. Az egyes rétegekben más-más összetétel, hőmérséklet, sűrűség tapasztalható. A légkörfizika e tulajdonságok alapján osztja fel és jellemzi az egyes rétegeket.
A földi légkör legalsó rétege a troposzféra. E rétegben található a teljes légkör tömegének 80%-a. Vastagsága változó, az egyenlítő táján 16-18 km, a sarkokon 8-10 km. A troposzférában játszódik le az időjárási folyamatok többsége és a légköroptikai jelenségek szempontjából is ez a legmozgalmasabb terület. Ahogy felfelé haladunk a hőmérséklet 1000 méterenként átlagosan 6 fokkal csökken, így a troposzféra felső határánál -50°C körüli.
A földfelszíntől számított 15-50 km-es tartomány közé esik a sztratoszféra, ahol a troposzférával ellentétben a magasság növekedésével a hőmérséklet nem csökken, hanem növekszik. Ennek oka, hogy a sztratoszféra magasabb rétegeiben az ózon elnyeli a Napból érkező UV-sugarak energiáját, emiatt növekedik a rétegek hőmérséklete. Az enyhének mondható -10 °C körüli átlaghőmérséklet ellenére ebben a rétegben nem túl kellemes az időjárás: állandó, igen erős szelek fújnak és a levegő már nagyon ritka. A teljes légkör tömegének 19%-a található a sztratoszférában, itt helyezkedik el az ózonréteg is. A sarkvidéken 8 km körüli magasságban kezdődik, a trópusokon 15 km-en.
A mezoszféra határai 50 és 85 km-re találhatók a földfelszíntől. A hőmérséklet a magasság növekedésével ismét csökken, felső határánál, a mezopauzánál -90°C az uralkodó hőmérséklet, ám ez nyár közepe táján tovább csökken. Ez a légkör leghidegebb rétege, itt fordul elő a légkörfény egy része, a világító felhők, itt villannak fel a meteorok is, és ez jelenti a sarki fények kialakulásának alasó határát.
A légkör legvastagabb rétege a termoszféra amely kb. 600 kilométernyi réteget ölel át, felső határa 600-700 km körül található. A leggyakoribb gázok az oxigén és a nitrogén, de a légkör alacsonyabb rétegeitől eltérően nem molekuláris, hanem atomi állapotban fordulnak elő. A réteg hőmérséklete a magassággal növekszik, függ a napsugárzás mértékétől, elérheti az 1500-2000°C-ot is.
Az exoszféra a légkör legfelső rétege. Felső határa 10.000 km körül található, de valójában ez a réteg már egy folyamatos átmenet a bolygóközi térbe. Alsóbb rétegeiben az atomos hélium, felsőbb rétegeiben pedig a hidrogén az uralkodó.
Részletesebben a hozzánk legközelebb eső légréteg, a troposzféra eseményeivel érdemes foglalkoznunk, de természetesen belekukkantunk a magaslégkör mindennapjaiba is!
Külön elnevezése van az ionoszférának, azonban ez a sztratoszféra tetejétől, kb. 50 km magasságtól egészen a világűrig tartó réteg, amely annak köszönheti nevét, hogy a benne található gázokat a napsugárzás ionizálja. Itt játszódnak le a sarki fények, illetve a légkörfény egy része. Igazából nem külön réteg, csupán különleges, és bolygónk, valamint az ember szempontjából igen fontos tulajdonságai miatt tartozik egybe.