L'atmosphère terrestre protège la vie des rayons ultraviolets mortels du soleil et fournit à la planète des températures stables. Il contient un certain nombre de couches dont les plus connues sont la troposphère, la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère. La grande majorité du temps se produit dans la troposphère, mais certains nuages peuvent apparaître plus haut dans la stratosphère et la mésosphère.
Troposphère
Les formes de vie sur la planète habitent la troposphère, le niveau le plus bas de l'atmosphère, qui s'étend de la surface à entre 7 et 20 kilomètres (4 à 12 miles) au-dessus d'elle. Il crée presque tous les phénomènes météorologiques connus, et les nuages qui y résident génèrent de la pluie, de la grêle et de la neige. Les nuages de stratus sont le type le plus bas trouvé dans la troposphère; ils se trouvent souvent au niveau du sol sous forme de brouillard ou de brume. Affichant un aspect gris terne, ils produisent rarement des précipitations.
Stratosphère
La stratosphère, où volent les avions de ligne, se trouve dans la zone comprise entre 20 et 50 kilomètres (12 à 31 miles) de la surface. La vapeur d'eau ne peut être trouvée qu'à une très faible concentration dans la stratosphère, ce qui rend la présence de nuages très rare. Les éruptions volcaniques, cependant, peuvent éjecter de grandes quantités de poussière dans la stratosphère, et cela se combine parfois avec des particules de glace pour produire des nuages nacrés qui ont souvent un aspect coloré.
Mésosphère
La mésosphère se trouve entre 50 et 85 kilomètres (31 à 53 miles) de la surface. Sa position le rend très difficile à étudier pour les scientifiques, car il est trop haut pour les ballons ou les avions et encore trop bas pour les engins spatiaux orbitaux. Cela fait de la mésosphère l'une des régions de l'atmosphère les moins bien comprises. Des nuages nocturnes ont été trouvés dans la mésosphère à la fin des années 1800. Ces nuages spéciaux ne se forment que lorsque la vapeur d'eau est libérée par le méthane lors d'une réaction chimique. L'augmentation du méthane dans l'atmosphère terrestre a conduit à une augmentation de l'observation des nuages noctilucents.
Thermosphère
La thermosphère s'étend de 90 kilomètres (56 miles) à entre 500 et 1 000 kilomètres (310 et 620 miles) au-dessus de la surface de la Terre. Bien qu'il soit considéré comme faisant partie de l'atmosphère terrestre, la densité de l'air est si faible qu'il peut être considéré comme de l'espace. La Station spatiale internationale orbite dans la thermosphère à une altitude d'environ 370 kilomètres. Aucun nuage n'est trouvé dans la thermosphère.