Zemská atmosféra chráni život pred smrtiacim ultrafialovým žiarením zo slnka a poskytuje planéte stabilné teploty. Obsahuje množstvo vrstiev, z ktorých najznámejšie sú troposféra, stratosféra, mezosféra a termosféra. Prevažná väčšina počasia sa vyskytuje v troposfére, ale niektoré mraky sa môžu objaviť vyššie v stratosfére a mezosfére.
Troposféra
Formy života na planéte obývajú troposféru, najnižšiu úroveň atmosféry, ktorá siaha od povrchu až do výšky 7 až 20 kilometrov nad ňou. Vytvára takmer všetky známe poveternostné javy a mraky, ktoré sa v nich nachádzajú, vytvárajú dážď, krúpy a sneh. Mraky Stratus sú najnižším typom v troposfére; často sa vyskytujú na úrovni zeme ako hmla alebo hmla. Vyzerajú matne šedo a len zriedka spôsobujú zrážky.
Stratosféra
Stratosféru, kam lietajú prúdové lietadlá, nájdete v zóne medzi 20 a 50 kilometrami (12 až 31 míľ) od povrchu. Vodná para sa v stratosfére nachádza iba vo veľmi nízkej koncentrácii, čo spôsobuje, že prítomnosť oblakov je veľmi zriedkavá. Sopečné erupcie však môžu vyvrhnúť obrovské množstvo prachu do stratosféry, čo sa niekedy kombinuje s časticami ľadu a vytvárajú perleťové mraky, ktoré majú často farebný vzhľad.
Mezosféra
Mezosféru nájdete od 50 do 85 kilometrov od povrchu. Vďaka svojej polohe je pre vedcov veľmi ťažké študovať, pretože je príliš vysoká na to, aby do nich mohli preletieť balóny alebo lietadlá, a napriek tomu je príliš nízka pre orbitálne kozmické lode. Vďaka tomu je mezosféra jednou z najviac nepochopených oblastí atmosféry. Koncom 19. rokov sa zistilo, že v mezosfére existujú nočné svietiace mraky. Tieto zvláštne oblaky sa tvoria iba vtedy, keď sa chemickou reakciou uvoľňuje vodná para metánom. Nárast metánu v zemskej atmosfére viedol k zvýšeniu pozorovania nočných lúčov.
Termosféra
Termosféra siaha od 90 kilometrov (56 míľ) do 500 až 1 000 kilometrov (310 až 620 míľ) nad zemským povrchom. Aj keď sa považuje za súčasť zemskej atmosféry, hustota vzduchu je taká nízka, že ju možno považovať za vesmír. Medzinárodná vesmírna stanica obieha okolo termosféry vo výške približne 370 kilometrov. V termosfére sa nenachádzajú nijaké mraky.