Žemės atmosferoje yra keturi skirtingi sluoksniai, taip pat retas išorinis sluoksnis, kuris be saulės vėjo gali tęstis iki 10 000 kilometrų (6 214 mylių) nuo planetos. Žemiausias atmosferos sluoksnis yra troposfera, o virš jo esantis sluoksnis yra stratosfera. Tarp veiksnių, apibūdinančių šiuos du atskirus sluoksnius, yra oro slėgio, temperatūros, temperatūros gradiento, vėjo greičio ir vėjo krypties skirtumai.
Kintanti riba
Riba tarp troposferos ir stratosferos vadinama tropopauze, ir ji nėra pastovi. Jis yra apie 8 kilometrus (5 mylių) virš žemės ties ašimis ir maždaug dvigubai didesnis už pusiaują. Tropopauzė yra izotermas - stabilios temperatūros regionas, žemiau kurio vyksta visi planetos orai. Tropopauzė paprastai žymi viršutinę debesų aktyvumo ribą; užuot iškilę virš šios izotermos, dideli audros debesys paprastai pasiskirsto horizontaliai priekalo pavidalu. Tam tikri debesų tipai, vadinami perlamutriniais arba perlamutriniais debesimis, susidaro stratosferoje, tačiau dažniausiai tik 60–90 laipsnių platumoje ir tik žiemą.
Temperatūros gradientai
Troposferoje vyrauja orų modeliai, nes šalia žemės esantis oras yra šiltesnis už didesnio aukščio orą; šis reiškinys atsirado dėl to, kad žemė sugeria ir skleidžia saulės šilumą. Dėl šio neigiamo temperatūros gradiento aukščio atžvilgiu šiltas oras gali pakilti ir sukurti konvekcijos srovę, kuri sukelia vėjus ir debesis. Stratosferoje, kuri tęsiasi iki maždaug 50 kilometrų (31 mylių) aukščio, temperatūra didėja aukščio dėl to, kad viršutinio stratosferos ozono sluoksnis sugeria saulės šviesą ir skleidžia šilumą žemyn. Tropopauzė yra pastovios temperatūros sritis, kurioje keičiasi gradiento kryptis.
Vėjo veikla
Polinkis šiltajam, drėgmės turinčiam orui kilti ir vėsiam orui kristi troposferoje sukuria vėjus, debesis ir kritulius. Dėl vietinių temperatūros ir oro slėgio svyravimų šie vėjai gali būti nereguliarūs ir kartais ekstremalūs. Stratosferoje, kur oro slėgis yra daug mažesnis, o šiltesnio oro lubos neleidžia konvekcinės srovės nuo susidarymo sąlygos yra stabilesnės. Čia praktiškai nėra turbulencijos, kurią sukelia vertikalūs oro judesiai, o egzistuojantys vėjai, nors ir stiprūs, yra pastovūs ir pučia horizontaliai. Komerciniai orlaiviai skrenda apatinėje stratosferoje, kad išvengtų turbulencijos.
Stratosferos oro slėgis
Troposferoje yra apie 75 procentai atmosferoje esančių dujų, o didesniame tūrio stratosferoje - apie 19 procentų šių dujų. Oro slėgis stratosferoje yra atitinkamai mažesnis: vidutiniškai slėgis stratosferoje yra tik apie 10 procentų ar mažiau slėgio jūros lygyje. Stratosferos viršuje esantis ozono sluoksnis yra vienas iš svarbiausių šio atmosferos sluoksnio bruožų. Be to, kad sukuria šilto oro lubas, kurios neleidžia susidaryti konvekcinėms srovėms, filtruoja saulės ultravioletinę spinduliuotę, kuri pakenktų gyvybei paviršiuje.