დედამიწის ატმოსფერო უნიკალურია მზის სისტემის პლანეტებს შორის, ძირითადად შედგება აზოტისგან, ჟანგბადისგან, არგონისგან და ნახშირორჟანგისგან. თუ ატმოსფეროს განივკვეთს გადავხედავთ, დაინახავთ სტრატიფიცირებულ ფენებს, რომლებიც მიწის დონეზე იწყება და სივრცის პირას მთავრდება. თითოეულ ფენას მკაფიო როლი აქვს პლანეტის სასიცოცხლო თვისებების შენარჩუნებაში.
ტროპოსფერო
ტროპოსფერო ვრცელდება დედამიწის ზედაპირიდან 20 კილომეტრზე (12 მილი). დედამიწის ამინდის აბსოლუტური უმრავლესობა ამ ფენაში გვხვდება, რომელიც ატმოსფეროს მასის 75 პროცენტიდან 80 პროცენტამდე შეიცავს. თბილი მიწა თბება ტროპოსფეროს, რომლის ტემპერატურაც სიმაღლეზე იკლებს. ტროპოსფეროს ზედა ნაწილში ტემპერატურა ცივად უარყოფითი 55 გრადუსი ცელსიუსია (უარყოფითი 64 გრადუსი ფარენგეიტი). ატმოსფერული წნევა ასევე იკლებს სიმაღლესთან ერთად და უფრო წვრილი ჰაერი მთის ალპინისტებს სჭირდება სუნთქვის ჟანგბადის პორტატული ავზების გამოყენებას.
სტრატოსფერო
სტრატოსფერო გვხვდება 20 და 50 კილომეტრის სიმაღლეზე (12 და 31 მილი). სტრატოსფეროში სიმაღლის მატებასთან ერთად ტემპერატურა მატულობს და ეს იწვევს ჰაერის მცირე შერევას. კომერციული ავიახაზები, რომლებიც კრუიზის სიმაღლეს მიაღწევენ სტრატოსფეროში, იყენებენ ამ სტაბილურობას. სტრატოსფეროში ასევე მდებარეობს ოზონის შრე, რომელიც ბიოლოგიურ ორგანიზმებს იცავს მავნე ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან.
მესოსფერო
მეზოსფერო ვრცელდება 50 და 85 კილომეტრის სიმაღლეზე (31-დან 53 მილამდე). მეზოსფეროს შესახებ ძალიან ცოტა რამ არის ცნობილი, რადგან ამ სიმაღლეზე სამეცნიერო ინსტრუმენტების განლაგების მეთოდები რთულია. თვითმფრინავები არ დაფრინავენ საკმარისად მაღლა, რომ მიაღწიონ მეზოსფეროს, ხოლო თანამგზავრები ორბიტაზე აკეთებენ უფრო მაღალ სიმაღლეებზე. დაკვირვების მონაცემები მიუთითებს, რომ დედამიწის ზემოქმედების მქონე მეტეორების უმეტესობა მეზოსფეროში იწვის.
თერმოსფერო
თერმოსფერო ვრცელდება 85 და 1000 კილომეტრის სიმაღლეზე (53 და 621 მილი). მიუხედავად იმისა, რომ თერმოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს ნაწილად ითვლება, ყველაზე ზოგადად მიღებული განმარტებით, სივრცე იწყება დაახლოებით 100 კილომეტრიდან (62 მილი). ეს საზღვარი ცნობილია როგორც კარმანის ხაზი და ეს არის ოფიციალური საზღვარი, რომელიც აღიარებულია საერთაშორისო აერონავტიკის ფედერაციის მიერ. მართლაც, თანამგზავრები და საერთაშორისო კოსმოსური სადგური დედამიწის გარშემო ტერმოსფეროში ბრუნავენ. ატმოსფეროს სირთულეს ემატება, თერმოსფეროს ზემოთ გაზის კიდევ ერთი ფენა, რომელიც ძირითადად წყალბადის, ჰელიუმის და ნახშირორჟანგისგან შედგება. ეგზოსფეროდ წოდებული ის ოფიციალურად დედამიწის ატმოსფეროს ნაწილია. ჰაერის სიმკვრივე იმდენად დაბალია, რომ ის განიხილება, როგორც პლანეტარული სივრცე.