大气层从地球表面向外依次可以分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
1. 对流层：这是最接近地面的一层，大约90%的空气质量都集中在这里。它的厚度随纬度变化，在赤道地区约为17-18公里，在极地则减少到约8公里。对流层的主要特点是随着高度增加温度逐渐下降，因为这一层的能量主要来自于地面反射的太阳辐射。这里也是天气现象如云、雨、雪等发生的场所。
2. 平流层：位于对流层之上，大约从10-50公里的高度范围。平流层内温度随高度升高而上升，这是因为臭氧层吸收了大量紫外线能量所致。这一特性使得空气稳定，有利于高空飞行。
3. 中间层：介于平流层与热层之间，大约在50-85公里的高度范围内。随着高度的增加，温度又开始下降，直至达到最低点。
4. 热层：从约85公里以上延伸至600多公里处。这一层中，由于太阳辐射强烈，空气分子被电离，形成电离层，可以反射无线电波，对通信有重要作用。热层的温度随高度增加而升高，但因为密度极低，实际感受到的热量并不高。
5. 外逸层：是大气最外的一层，从约600公里以上开始，逐渐过渡到太空。这里的空气非常稀薄，主要由氢、氦等轻质原子组成，温度可以非常高，但由于分子间距极大，实际上感觉不到热。

了解这些层次及其特性对于研究气候变化、环境保护以及航天活动等方面都具有重要意义。