En la troposfera, la temperatura disminuye a medida que la altitud aumenta principalmente porque la atmósfera de la Tierra se calienta hacia arriba desde el nivel más bajo. Aunque la luz solar pasa a través de las altitudes más altas para alcanzar la superficie de la Tierra, la superficie es muy Mejor en absorber el calor solar.
El aire es más cálido cerca de una fuente de calor que el aire que está más lejos, y la Tierra es una fuente de calor para la atmósfera. Desde el principio, el calor se irradia gradualmente a través de la troposfera, y una parte de él se irradia hacia el espacio. Además, el aire tiene baja conductividad térmica por volumen. A medida que el aire caliente se eleva y se expande, se empuja contra la atmósfera existente, pero transfiere tan poco calor que el proceso produce una pérdida neta de energía. Sin embargo, hay excepciones conocidas como inversiones de temperatura, y estas son causadas por frentes cálidos, surgencias oceánicas y otros efectos climáticos. Además, la temperatura disminuye con la altitud solo en la troposfera y la mesosfera; En la termosfera que se encuentra por encima de la Tierra, la radiación ultravioleta, no la superficie de la Tierra, es la fuente principal de calor, como lo es la estratosfera. La termosfera tiene su nombre porque las moléculas de aire individuales pueden alcanzar una temperatura de 2.500 grados centígrados allí. Más allá de la termosfera está la exosfera, que es el borde del espacio.
