Zemeljsko ozračje ima štiri ločene plasti, pa tudi redko zunanjo plast, ki lahko v odsotnosti sončnega vetra seže od planeta na 10.000 kilometrov (6.214 milj). Najnižja atmosferska plast je troposfera, tik nad njo pa stratosfera. Med dejavniki, ki ju opredeljujejo kot dve ločeni plasti, so razlike v zračnem tlaku, temperaturi, temperaturnem gradientu, hitrosti vetra in smeri vetra.
Premikajoča se meja
Meja med troposfero in stratosfero se imenuje tropopavza in ni konstantna. To je približno 8 kilometrov nad tlemi na polih in približno dvakrat več kot na ekvatorju. Tropopavza je izoterma - območje stabilne temperature - pod katerim poteka vse vreme na planetu. Tropopavza običajno označuje zgornjo mejo aktivnosti v oblaku; namesto da bi se dvignili nad to izotermo, se veliki nevihtni oblaki običajno razprostirajo vodoravno v obliki nakovnja. Določene vrste oblakov, imenovane oblaki iz biserne ali biserne površine, sicer nastajajo v stratosferi, vendar običajno le na zemljepisnih širinah med 60 in 90 stopinjami in samo pozimi.
Prelivi temperature
Vremenski vzorci se pojavljajo v troposferi, ker je zrak v bližini tal toplejši od zraka na višjih nadmorskih višinah; ta pojav je posledica dejstva, da tla absorbirajo in oddajajo toploto sonca. Zaradi tega negativnega temperaturnega gradienta glede na nadmorsko višino se lahko topel zrak dvigne in ustvari konvekcijski tok, ki ustvarja vetrove in oblake. V stratosferi, ki se razteza na približno 50 kilometrov nadmorske višine, se temperatura zvišuje nadmorske višine kot posledica dejstva, da ozonska plast v zgornji stratosferi absorbira sončno svetlobo in oddaja toploto navzdol. Tropopavza je območje konstantne temperature, v katerem se smer gradienta spreminja.
Aktivnost vetra
Nagnjenost k dviganju toplega, z vlago obremenjenega zraka in padca hladnega zraka v troposferi ustvarja vetrove, oblake in padavine. Zaradi lokalnih nihanj temperature in zračnega tlaka so ti vetrovi lahko neredni in včasih ekstremni. V stratosferi, kjer je zračni tlak precej nižji in preprečuje zgornja meja toplejšega zraka konvekcijski tokovi od oblikovanja so razmere stabilnejše. Tu praktično ni turbulence, ki jo povzročajo navpična gibanja zraka, vetrovi, ki obstajajo, pa čeprav močni, so enakomerni in pihajo v vodoravni smeri. Komercialna letala letijo v spodnji stratosferi, da se izognejo turbulencam.
Stratosferski zračni tlak
Troposfera vsebuje približno 75 odstotkov plinov v ozračju, stratosfera, ki ima večjo prostornino, pa približno 19 odstotkov teh plinov. Zračni tlak v stratosferi je zato nižji: tlak v stratosferi je v povprečju le približno 10 odstotkov ali manj tlaka na morski gladini. Ozonska plast, ki se nahaja na vrhu stratosfere, je ena najpomembnejših značilnosti tega atmosferskega sloja. Poleg tega, da ustvarja strop toplega zraka, ki preprečuje nastajanje konvekcijskih tokov, filtrira ultravijolično sevanje sonca, ki bi škodovalo življenju na površini.