Grunden för uppdelningen av atmosfären i flera regioner är temperatur. Temperaturen i atmosfären minskar med ökande höjd. Denna temperaturminskning kallas den vertikala temperaturgradienten. Den vertikala temperaturgradienten är inte enhetlig, utan varierar snarare med höjden. Denna variation i den vertikala temperaturgradienten är ansvarig för bildandet av olika skikt av atmosfären.

De olika lagren i atmosfären är:

- Troposfären

- Stratosfären

- Mesosfären

- Termosfären

- Exosfären

Vart och ett av dessa skikt har en karakteristisk temperaturprofil och sammansättning. Troposfären är det lägsta lagret av atmosfären och innehåller det mesta av atmosfärens massa. Stratosfären är lagret ovanför troposfären och kännetecknas av en relativt konstant temperaturgradient. Mesosfären är lagret ovanför stratosfären och kännetecknas av en mycket låg temperaturgradient. Termosfären är skiktet ovanför mesosfären och kännetecknas av en mycket hög temperaturgradient. Exosfären är det yttersta lagret av atmosfären och kännetecknas av en mycket låg densitet av partiklar.