Atmosfer, gezegenimizin yüzeyini çevreleyen gaz karışımından oluşan karmaşık bir yapıya sahiptir. Atmosfer katmanları, belirli özelliklere sahip olan farklı yüksekliklerdeki gaz bileşenlerinin düzenli bir yapıda sıralanmasından kaynaklanır. Genellikle atmosfer altı ana katmana ayrılır: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer ve bazen de homosfer olarak adlandırılan heterosfer.
Troposfer, yeryüzünden başlayıp yaklaşık 8 ila 15 kilometre yüksekliğe kadar uzanan ilk katmandır. Bu katmanda yaşanan en belirgin özellik, sıcaklığın yükseklikle birlikte azalmasıdır. Atmosferin hemen üstündeki stratosferde ise sıcaklık yükseklikle doğru orantılı olarak artar. Stratosfer, ozon tabakasını içerir ve Güneş’ten gelen zararlı UV ışınlarını absorbe eder. Bu katman, Dünya üzerinde yaşam için hayati öneme sahip olan ozon tabakasına ev sahipliği yapar.
Mezosfer, stratosferden sonra gelen ve yaklaşık 50 ila 85 kilometre yüksekliğe kadar uzanan bir katmandır. Bu bölge, meteorların atmosfere giriş yaparak yanmalarına sebep olan meteoroidlerin sıkça karşılaştığı yerdir. Mezosfer, atmosferin en soğuk katmanlarından biridir.
Termosfer, 85 ila 600 kilometre yükseklik arasında bulunur ve sıcaklığın beklenmedik bir şekilde yükseldiği bir bölgedir. Bu katmanda, güneş radyasyonu nedeniyle gazlar iyonize olur ve atmosferin üst kısmında bulunan manyetosferi oluşturan elektriksel etkileşimler yaşanır.
Ekzosfer, 600 ila 10.000 kilometre arasındaki yükseklikte yer alır ve genellikle atmosferin dış sınırlarını oluşturur. Bu katmanın gazları oldukça seyrek ve yerçekiminin etkilerinin hissedilmediği bir ortamdır. Ayrıca, atmosferin uzaya geçiş bölgesi olarak da düşünülebilir.
Homosfer veya heterosfer olarak adlandırılan altıncı bir katman da vardır. Bu katman, gazların bileşimi açısından düzenlilik gösterir. Homosfer, troposferden mezosfere kadar olan bölgeyi ifade eder ve gazların karışımı nispeten homojendir. Mezosferden yukarısı olan heterosfer ise gazların bileşimi açısından katmanlaşmıştır; bu katmanda, hafif gazlar daha yukarıya doğru yer alırken, ağır gazlar daha aşağılara doğru yoğunlaşır.
Atmosfer katmanlarının bu farklılıkları, Dünya üzerindeki iklim sistemleri, hava hareketleri, rüzgar oluşumu ve yaşam için hayati önem taşıyan koşulların oluşumunu etkiler. Bu katmanlar, gezegenimizin atmosferinin karmaşık yapısını oluşturur ve birbirleriyle etkileşim içinde olup Dünya üzerindeki yaşamın devamını sağlar.