La troposphère
 
Couche bien mélangée, dont  l'épaisseur moyenne, de 10 à 15 km, dépend de la latitude et de l'époque de l'an. Cette couche est caractérisée par une température moyenne qui diminue avec la hauteur. Il est cependant important de noter que, même si le taux de variation de la température avec la hauteur est en général négatif, il est très variable localement. Il peut devenir parfois positif ou nul. Dans le premier cas nous parlerons d'une couche d'inversion. Dans le deuxième nous dirons que la couche est isotherme. 
 
Les couches d'inversion sont observées essentiellement tout proche de la surface terrestre. Elles se forment pendant la nuit, surtout par temps clair, parce que la surface refroidit plus vite que l'air. Le phénomène inverse se passe pendant le jour. La surface, par absorption de la radiation solaire, se réchauffe plus vite que l'air, créant des profils de température décroissantes avec la l'altitude. 

C'est dans la troposphère qui 80 % de la masse totale de vapeur d'eau se concentre et où se produisent la plupart des phénomènes météorologiques, et c'est cette couche qui constitue le système thermodynamique que nous allons étudier dans ce cours. 

La tropopause constitue la limite supérieur de la troposphère et, selon l'O.M.M. (organisation mondiale de la météorologie), est le niveau le plus bas de l'atmosphère où les gradients de température verticaux sont inférieurs à 2 K par kilomètre et où la température à deux kilomètres au dessus de ce niveau varie de moins de 2 K. 

La tropopause est à une altitude maximum aux tropiques et minimum aux pôles. 
 

Couches atmosphériques