Dependiendo de la capa de la atmósfera, la temperatura puede disminuir o aumentar a mayor altitud. Las cinco capas de la atmósfera, de la más baja a la más alta, son la troposfera, la estratosfera, la mesosfera, la termosfera y la exosfera.
En la troposfera, las temperaturas disminuyen a medida que la altitud aumenta a medida que pierde calor emitido desde la superficie de la Tierra. En la estratosfera, la temperatura aumenta a medida que aumenta la altitud a medida que aumenta la cantidad de rayos ultravioleta que absorben el ozono. En la mesosfera, las temperaturas disminuyen a medida que aumenta la altitud y pueden alcanzar -194 grados Fahrenheit. Por el contrario, las temperaturas en la termosfera pueden alcanzar más de 2,700 grados Fahrenheit.