在平流层，温度随着我们的高度上升而增加，这是因为臭氧层吸收了太阳的紫外线辐射并将其转化为热量，使该层的空气变暖，这种温度的上升是平流层的空气比对流层的空气更温暖的原因；在中间层，随着我们高度的增加，温度会再次下降，这是因为在这一层很少有臭氧或其他增温机制，空气太稀薄，无法捕获热量，因此中间层的空气是非常冷的；在热大气层，顾名思义，随着高度的升高，温度会急剧上升，这是因为这一层的粒子受到来自太阳的高能粒子的轰击，甚至会将空气加热到几千摄氏度的温度，尽管有这么高的温度，但热层中的空气十分稀薄，所以随着地球的自转而背向太阳时，温度也会快速下降。
压力是影响地球大气层的另一个关键因素，当我们在大气层中向上移动时，压力也会发生明显变化。在对流层中，压力随着高度的增加而减少，这是因为我们上方的空气较少，所以压在我们身上的重量也较少，这种压力变化就是为什么我们在高海拔地区时经常会有爆耳感的原因；在平流层和中间层，压力继续下降，但速度比对流层慢得多，在热层，压力极低，空气非常稀薄，这也是为什么卫星可以在这里工作的原因。
了解地球的大气层对于解决全球的环境问题至关重要，比如全球变暖，大气层通过吸收来自太阳的热量并将其保持在地表附近，在调节地球温度方面起着关键作用，然而人类活动，如燃烧化石燃料和砍伐森林，增加了大气中的温室气体含量，这使大气层吸收了更多的热量，导致了地球温度的上升。
与地球大气层有关的另一个环境问题是臭氧层的消耗，臭氧层是平流层中的一层薄薄的臭氧气体，能吸收来自太阳的有害紫外线辐射，但人类制造的化学物质，如氯氟烃（CFCs）被发现会严重破坏臭氧分子，导致臭氧层变薄。臭氧层变薄会使人类暴露在过量的紫外线辐射之下，会引起皮肤癌、白内障等其他健康问题，臭氧层变薄也会影响生态系统，损害作物和植被破坏食物链，会减少生物的多样性。
