对流层是指空气底层最接近地球表面的那层空气，因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫作对流层。我们都生活在对流层当中，它与人类的关系最密切。地面是空气的直接热源，空气温度会随着高度的增加而降低，对流层空气温度的平均递减率为0.65摄氏度/100米。空气温度随高度上升下降到零下50摄氏度至零下70摄氏度，再往上递减率会有所下降。当减小到0.2摄氏度/100米或者更小时的最低高度，就规定为对流层顶。所以对流层的下界是地面，上界随纬度和季节的不同而变化。低纬度地区在17～18千米处，中纬度地区在10～12千米处，高纬度地区则只到8～9千米处。同纬度不同季节对流层的厚度也存在着明显的差异，夏季的厚度大于冬季。以南京为例，夏季的对流层厚度达17千米，而冬季只有11千米，冬夏厚度之差达6千米之多。

在对流层中，根据受地面影响的不同，还可以分为两层。在2千米以下，由于贴近地面，会明显地受到地面摩擦力的影响，称为摩擦层，也叫低层大气，排入大气的污染物多活动在这里。2千米以上，受地面的影响变小，称作自由大气层，空气在这层较为自由地流动，产生雨、雪等天气现象。