De atmosfeer van de aarde beschermt het leven tegen dodelijke ultraviolette straling van de zon en geeft de planeet stabiele temperaturen. Het bevat een aantal lagen, waarvan de meest bekende de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en thermosfeer zijn. Het overgrote deel van het weer vindt plaats in de troposfeer, maar sommige wolken kunnen hoger in de stratosfeer en mesosfeer verschijnen.
Troposfeer
Levensvormen op de planeet bewonen de troposfeer, het laagste niveau van de atmosfeer, dat zich uitstrekt van het oppervlak tot tussen de 7 en 20 kilometer (4 tot 12 mijl) erboven. Het creëert bijna alle bekende weersverschijnselen, en wolken die zich daar bevinden, genereren regen, hagel en sneeuw. Stratuswolken zijn het laagste type dat in de troposfeer wordt aangetroffen; ze worden vaak gevonden op grondniveau als mist of nevel. Ze vertonen een dof grijs uiterlijk en produceren zelden neerslag.
Stratosfeer
De stratosfeer, waar straalvliegtuigen vliegen, bevindt zich in de zone tussen 20 en 50 kilometer (12 tot 31 mijl) van het oppervlak. Waterdamp is alleen te vinden in een zeer lage concentratie in de stratosfeer, waardoor de aanwezigheid van wolken zeer zeldzaam is. Vulkaanuitbarstingen kunnen echter enorme hoeveelheden stof in de stratosfeer uitstoten, en dit wordt soms gecombineerd met ijsdeeltjes om parelmoerwolken te produceren die er vaak kleurrijk uitzien.
Mesosfeer
De mesosfeer bevindt zich tussen 50 en 85 kilometer (31 tot 53 mijl) van het oppervlak. Zijn positie maakt het voor wetenschappers erg moeilijk om te studeren, omdat het te hoog is voor ballonnen of vliegtuigen om in te vliegen en toch te laag voor orbitale ruimtevaartuigen. Dit maakt de mesosfeer een van de meest slecht begrepen gebieden van de atmosfeer. Aan het einde van de 19e eeuw werden er nachtlichtende wolken gevonden in de mesosfeer. Deze bijzondere wolken ontstaan pas als bij een chemische reactie waterdamp vrijkomt uit methaan. De toename van methaan in de atmosfeer van de aarde heeft geleid tot een toename van de waarneming van nachtlichtende wolken.
Thermosfeer
De thermosfeer strekt zich uit van 90 kilometer (56 mijl) tot tussen de 500 en 1.000 kilometer (310 en 620 mijl) boven het aardoppervlak. Hoewel het wordt beschouwd als een onderdeel van de atmosfeer van de aarde, is de luchtdichtheid zo laag dat het als ruimte kan worden beschouwd. Het internationale ruimtestation draait in een baan binnen de thermosfeer op een hoogte van ongeveer 370 kilometer. Er worden geen wolken gevonden in de thermosfeer.