上图中红线为大气温度的垂直分布变化趋势
对流层是地球大气层中最靠近地面的一层，他占了整个地球大气层总质量的75%，地球大气中90%的水气都集中于对流层，就是说云层几乎都位于对流层。对流层顶距离海平面的高度随着纬度的升高而逐渐降低，低纬度地区1.7~1.8万米，中纬度地区1~1.2万米，极地仅8000~9000米。
当太阳穿过大气层照射到地球表面，会使地表升温，而地面又会以长波（肉眼不可见的红外线）的方式向大气中辐射热量。在地球重力的作用下，大气密度呈梯度分布，地表温度自然也会呈梯度分布，海拔越高、大气密度越小、温度越低。
地表空气接收到的地面辐射较多，且比较稠密，自然温度较高。而高海拔地区常年积雪，白雪对阳光的反射率很高，使得地表吸收的阳光更少，温度自然比海平面附近低很多。
说珠峰离太阳更近，可能有些人觉得这是笑话。就拿我国的青藏高原地区来说，该地区接收到的太阳辐射就比全国其他地区要强很多，主要原因就是青藏高原地区纬度低、海拔高和空气稀薄。白天太阳辐射强，气温很高；而到了夜晚，由于空气稀薄、保温性差，就会变得异常寒冷。藏族人的藏袍就与高原地区昼夜温差大这个特点有关。
上面说到对流层，下面来介绍一下大气的分层现象。地球大气层，主要可以分为5个圈层，由内到外依次为：对流层、平流层、中间层、热层（又叫暖层）、散逸层（又叫外层）。大气层以外的空间就属于星际空间了，完全处于真空状态，不存在温度。
地球表面的平均温度大约为15摄氏度。从上图中可以发现：在对流层和中间层，温度会随着海拔的升高而逐渐降低；而在平流层及暖层以上区域，温度会随着海拔的升高而逐渐升高。可见，大气层的温度并不是随着海拔的升高而逐渐降低的，外层大气的温度会热死人。
造成这一现象的原因是大气分层。地球大气主要由氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气等构成，它们的密度各不相同，对各种电磁辐射的吸收能力也不同。比如，二氧化碳是重要的温室气体，他的密度就比空气的平均密度大，通常位于大气层底部。
