Cuando la altitud aumenta, la temperatura del aire disminuye. Esto se debe a que, con un aumento en la altitud, hay una disminución en la presión del aire. Cuando la presión del aire disminuye, el aire se enfría.
La densidad de las moléculas de aire es mayor cerca de la superficie y disminuye a medida que aumenta la altitud. Una de las razones principales para una mayor densidad de moléculas de aire cercanas a la superficie de la Tierra es la gravedad. La fuerza de la gravedad disminuye a distancias más alejadas de la superficie de la Tierra, por lo que la retención del planeta sobre las moléculas de aire es mayor en altitudes más bajas. Una mayor densidad de moléculas de aire implica una mayor presión de aire. Según la ley de Gay-Lussac, la presión de los gases es directamente proporcional a la temperatura de los gases para un volumen constante. Una presión más alta a una altitud más baja implica una temperatura más alta. Cuando la presión del aire disminuye con la altitud, también lo hace la temperatura.
Otro factor que contribuye a la diferencia de temperatura en función de la altitud es el efecto invernadero. Cuando la luz del sol cae sobre la superficie de la Tierra, una parte de su calor es absorbido por las moléculas de gas en los alrededores. Un mayor número de moléculas de gas implica una mayor cantidad de calor que se absorbe. Dado que la densidad de las moléculas de gas es mayor en las altitudes bajas, los gases de efecto invernadero absorben y retienen más calor en comparación con las altitudes más altas. Esto hace que el aire se caliente más cerca de la superficie de la Tierra.
