Atmosfera (gr. atmos to para wodna, opar i gr. sphaira znaczy kula) jest powłoką gazową otaczającą kulę ziemską. Nie ma ściśle określonego kształtu i trudno ustalić jej objętość. Atmosfera podlega przyciąganiu ziemskiemu. Mieszanina gazów wschodzących w skład atmosfery to powietrze atmosferyczne. Cechą atmosfery jest nieustanna zmienność w czasie i przestrzeni jej parametrów fizycznych. Zjawiska i procesy występujące w atmosferze dokonują się pod wpływem promieniowania słonecznego oraz charakteru powierzchni Ziemi. Mają one decydujący wpływ na zróżnicowanie krajobrazowe naszej planety, regulując intensywność procesów geomorfologicznych, oraz hydrologicznych w poszczególnych regionach świata. Atmosfera, jak już wspomniano jest mieszaniną gazów i aerozoli. Niektóre z nich to stałe składniki atmosfery, gdyż nie zmieniają swych proporcji w objętości powietrza. Należą do nich: azot, tlen, argon ,neon, hel, krypton). W atmosferze występują także składniki zmienne, których zawartość jest zróżnicowana w czasie i przestrzeni. Zmiany zawartości tych składników mogą być związane na przykład z występowaniem erupcji wulkanicznych. Składniki zmienne to przede wszystkim: para wodna, dwutlenek węgla, ozon, siarkowodór, dwutlenek siarki, amoniak, freony. Tak więc atmosfera ziemska składa się z następujących składników:
- Azot N2- 78,1 %
- Tlen O2- 20,9 %
- Argon Ar- 0,93 %
- Inne: Dwutlenek węgla, para wodna, Neon, Hel, Kryptom, Wodór, Ozon
Trzy pierwsze składniki zajmują 99,96 % w jednostce objętości powietrza. Zawartość dwutlenku węgla wynosi średnio 0,03 %. Na pozostałą objętość stanowiącą zaledwie 0,01 % składa się szereg pozostałych gazów, występujących w śladowych ilościach. Zawartość pary wodnej waha się przy powierzchni ziemi od prawie 0 % w krainach polarnych do 4 % w strefie równikowej. Para wodna 86 % pochodzi z wyparowywania oceanów, a 14 % z powierzchni lądów. Para wodna występuje w atmosferze w różnych ilościach w zależności od panujących warunków. Odgrywa ona bardzo istotną rolę w wymianie ciepła miedzy powierzchnią Ziemi i atmosferą, gdyż na potrzeby wyparowywania wody potrzebna jest energia cieplna, która potem jest zwracana do atmosfery podczas procesu skraplania. Ciepło to oddawane jest do atmosfery podczas kondensacji pary wodnej, poprzez zwrot tzw. ciepła utajonego. Produkty kondensacji takie jak chmury, rozpraszają i odbijają promieniowanie słoneczne oraz promieniowanie długofalowe Ziemi, a opady atmosferyczne w pewnym stopniu oczyszczają atmosferę. Tlen w atmosferze jest niezbędny w procesach oddychania, palenia i gnicia. Postacią tlenu jest ozon O3, Który występuje w znikomych ilościach przy powierzchni Ziemi, natomiast w stosunkowo dużych na wysokości 15- 55 km, z maksymalną koncentracją w warstwie 25- 30 km. Zawartość ozonu w atmosferze jest tak mała, że gdyby można było skupić cały atmosferyczny ozon w jednej warstwie na powierzchni Ziemi, miałaby ona pod normalnym ciśnieniem grubość zaledwie 3 mm. W górnych warstwach atmosfery powstaje on przy przemianie tlenu pod wpływem cząsteczek ultrafioletowych, natomiast w dolnych warstwach powstaje na skutek wyładowań elektrycznych. Gaz ten w dużym stopniu pochłania także promieniowanie ultrafioletowe Słońca, które jest szkodliwe dla życia biologicznego. Azot wyzwala procesy spalania, oraz przemiany materii, służy także roślinom do wytwarzania białka. Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze ulega dużym wahaniom. W dzień jest go mniej, niż w nocy. Ilość dwutlenku węgla jest wyższa także w wielkich miastach. Do składników atmosfery zalicza się także unoszące się w powietrzu cząstki ciekłe i stałe zwane aerozolami atmosferycznymi. Są to pyły pochodzenia organicznego (bakterie, pyłki roślinne), lub nieorganicznego (cząsteczki dymu, sadzy, popiołu, cząstki soli). Najmniej cząsteczek aerozoli odnotowuje się w wysokich górach, najwięcej natomiast nad morzem, oraz w wielkich ośrodkach przemysłowych. Skład atmosfery do wysokości kilkudziesięciu kilometrów praktycznie nie ulega zmianie. Maleje jedynie jej gęstość. Atmosferę można podzielić na dwie warstwy. Pierwsza z nich, która sięga od powierzchni Ziemi do wysokości ok. 100 km to homosfera. Gazy, które ona zawiera mają stały skład. Homosfera składa się z cząsteczek obojętnych elektrycznie. Drugą warstwę, rozciągającą się powyżej wysokości 100 km, cechuje zmieniający się skład chemiczny w na różnych wysokościach dlatego określana jest, jako heterosfera. Warstwa ta posiada zróżnicowany skład, ponieważ nie występuje w niej mechaniczne mieszanie się gazów. Zawiera cząsteczki zjonizowane czyli posiadający pewien ładunek elektryczny. Jony tworzą się na skutek krótkofalowego promieniowania słonecznego na dużych wysokościach. Do wysokości 200 km w zawartości przeważa azot, powyżej wzrasta udział tlenu. W warstwach najwyższych głównymi składnikami są wodór i hel. Górna granica atmosfery jest nie do ustalenia. Badania prowadzone z powierzchni Ziemi sięgają 30 km. O istnieniu atmosfery powyżej tej wysokości dowiadujemy się głównie dzięki zachodzącym zjawiskom optycznym. Obecnie przyjmuje się że atmosfera ziemska sięga do wysokości 2.000 km, choć jej ślady były zauważalne na wysokości powyżej 20.000 km, jednakże trudno jest jednoznacznie ustalić na jakich wysokościach przechodzi w przestrzeń kosmiczną. Wraz ze wzrostem wysokości jest ona coraz rzadsza, oraz zmieniają się jej cechy fizyczne takie jak: masa, gęstość, ciśnienie i temperatura.