Атмосфера (грец. atmos — повітря, sphaira — куля) — це газоподібна оболонка, що оточує нашу планету. Суміш газів, яка становить атмосферу, називається повітрям. Причому атмосферним повітрям вважається повітря відкритих просторів, а не повітря житлових, громадських та робочих приміщень.
В атмосфері відбуваються всі життєво важливі процеси. У ній, як у всякому океані, одні течії надзвичайно повільні, інші — стрімкі, а ще інші — неначе вихор. І тому, аби можна було уявити собі, що атмосфери немає, то це означало б, що Земля перетворилася б на безжиттєву планету подібно до свого природного супутника. Сонячні промені і холод космічного простору вбили б усе живе. Змінився б не тільки зовнішній вигляд поверхні Землі, а й зникли б усі процеси і явища, пов'язані з атмосферою: не було б вітрів, хмар, опадів, полярного сяйва, небо з голубого перетворилося б назавжди на чорне.
Процес виникнення і розвитку життя на Землі нерозривно пов'язаний із формуванням і змінами повітряної оболонки. Атмосфера, що оточує Землю, простягається на тисячі кілометрів і становить одну мільйонну частинку маси нашої планети — 5,27 * 1015 т. Загальний об'єм атмосферного повітря, приведений до нормальних умов, дорівнює 4 * 1018 м3, тобто 4 квінтильйони кубічних метрів. Тиск атмосфери на 1 м2 становить 10 т, отже, тиск атмосфери на людину з поверхнею тіла приблизно 1,5 м2 становить 15 — 15,5 т.
Склад атмосфери та її фізичні властивості неоднакові і залежать від відстані від земної поверхні. У міру віддалення від Землі сила земного тяжіння послаблюється і атмосфера стає менш щільною.
Залежно від складу і властивостей земну атмосферу поділяють на 5 шарів:1) тропосферу;
2) стратосферу;
3) мезосферу;
4) термосферу;
5) екзосферу (мал. 16).
Тропосфера є найнижчою частиною атмосфери. Її висота досягає 8 — 10 км у помірних широтах і 16 —20 км — у зоні екватора. У тропосфері зосереджено майже 80% усієї маси атмосфери. Межа між верхнім шаром тропосфери і нижнім — стратосфери називається тропопаузою. Вона лежить над екватором на висоті 17—18 км, у середніх широтах — на висоті 10—12 км і в помірних — на висоті 8—9 км.
Повітря у тропосфері характеризується інтенсивними горизонтальними і вертикальними переміщеннями. За рахунок активного руху повітря і його переміщення в цій частині атмосфери найактивніше відбуваються теплові, гідродинамічні і хімічні процеси з утворенням зон із підвищеним або зниженим тиском, нагріванням та охолодженням великих повітряних мас. Тут зосереджена майже вся водяна пара, відбуваються явища випаровування води і конденсації водяних парів з утворенням хмар і опадів. Це є наслідком інтенсивного нагрівання земної поверхні за рахунок сонячної радіації.
Температура повітря у тропосфері залежить від висоти, і найвищою вона буває біля поверхні Землі, а в разі віддалення від поверхні поступово знижується до -60...-70 °С, що пов'язано зі зменшенням густини повітря з висотою і погіршенням теплопередачі. Повітря не встигає прогріватися. Зниження температури на кожний кілометр висоти в середньому становить 6 °С.
Стратосфера міститься вище від тропосфери і поширюється до висоти 60 км, причому її маса дорівнює лише 5 — 15% маси атмосфери, що пояснюється великою розрідженістю повітря у стратосфері. Водяної пари практично немає. У нижній частині стратосфери зниження температури з висотою припиняється, і приблизно на висоті до 25 км її показники залишаються постійними. Залежно від товщини шару тропосфери вони досягають: над екватором -70...-80 °С, у полярних частинах -45...-50 °С. На висоті понад ЗО км температура повітря підвищується в середньому на 1—2 °С на кожен кілометр, на висоті 40 км вона вже досягає 30 °С.
Наявність озону зумовлює оптичні явища (міражі), викликає відображення звуків і здійснює вплив на електромагнітні випромінювання. Озон захищає біосферу від згубної дії сонячного УФ-випромінювання. Повітря тут переміщується, швидкість вітру може перевищувати 100 км/год.
Мезосфера розміщена на висоті 60—80 км і містить у собі 0,3—5% маси всієї атмосфери, тому характеризується великим розрідженням газового середовища. Тут температура падає до -80 °С. Переміщення повітряних мас зберігається попереднім, досягаючи 100 км/год.
Термосфера простягається на висоті від 80 до 100 км і також вирізняється крайньою розрідженістю газового середовища. Вона містить менше ніж 0,05% атмосфери. Про температуру можна говорити лише виходячи з енергії і швидкості молекули. Ця газова оболонка електропровідна.
Екзосфера розміщена на висоті понад 1000 км. Низька хустина повітря і висока швидкість руху молекул зумовлюють Їхній перехід після подолання земного тяжіння в міжпланетний простір. Атмосферні гази звідси розсіюються у світовий простір за рахунок дисипації, і тому екзосферу називають ще сферою розсіювання.
Таким чином, атмосфера не має чіткої межі. Поступово розріджуючись, вона переходить у міжпланетний простір.
Для життя на Землі мають значення не лише склад і властивості нижніх шарів атмосфери, а й процеси, що відбуваються у її вищих шарах. Верхні шари атмосфери, що перебувають під постійною дією сонячного випромінювання, є обширною ареною хімічних, фотохімічних та іонізаційних перетворень. Під дією випромінювань Сонця молекули газів у верхніх шарах атмосфери розпадаються на окремі атоми й іонізуються. До впливу електромагнітного випромінювання приєднується корпускулярне, яке складається з електронів, протонів, альфа-частинок, нейтронів та інших елементарних частин матерії, котрі викидає Сонце.
В іоносфері існують стійкі і нестійкі іонізовані шари, що визначає температурний режим атмосфери і має велике значення для радіозв'язку. У міру збільшення висоти відбувається розрідження повітря, у зв'язку з чим змінюються властивості атмосфери. Вже на висоті 100 км над Землею атмосфера не розсіює променів світла, які визначають забарвлення неба, вище ніж 120 км небо стає зовсім чорним, зате на горизонті Землі спостерігачам із космічних кораблів відкривається незвичайна палітра барв.
У повітряному океані приблизно половина атмосферного повітря концентрується в нижньому п'ятикілометровому шарі тропосфери. Це і є повітряне середовище земного життя і найважливіша частина біосфери.