ชั้นโทรโพสเฟียร์ (Troposphere) เป็นส่วนของบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินขึ้นไปประมาณ 15 กิโลเมตร ลักษณะเด่นของบรรยากาศชั้นนี้ คือ อุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลงตามระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น อัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามความสูงโดยเฉลี่ยประมาณ 6.5 องศาเซลเซียสต่อกิโลเมตร อากาศชั้นนี้มีความหนาแน่นมากและแปรปรวนอยู่เสมอ มีไอน้ำ เมฆ หมอก ฝนและพายุ ทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ของอากาศที่สัมพันธ์กับชีวิตมนุษย์อย่างมาก
ชั้นสตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) เป็นส่วนของบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินขึ้นไปตั้งแต่ 15-50 กิโลเมตร อุณหภูมิในระดับล่างของชั้นนี้จะคงที่จนถึงระดับความสูง 20 กิโลเมตร จากนั้นอุณหภูมิจะสูงขึ้นจนถึงระดับ 30-35 กิโลเมตร อากาศในชั้นนี้เบาบาง ไม่มีเมฆและพายุ มีความชื้นและผงฝุ่นเพียงเล็กน้อย จึงมีการใช้ประโยชน์ในการคมนาคมทางอากาศ มีปริมาณความเข้มข้นของแก๊สโอโซนมาก (แก๊สโอโซน เป็นแก๊สที่ช่วยดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ไว้ ไม่ให้ส่องลงมายังพื้นโลกมากจนเกินไป)
ชั้นมีโซสเฟียร์ (Mesosphere) เป็นส่วนของบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินในช่วง 50-80 กิโลเมตร อุณหภูมิชั้นนี้จะลดลงตามระดับความสูง บรรยากาศในชั้นนี้มีอากาศเบาบางมากพอที่จะทำให้ดาวตกเกิดการเผาไหม้ได้
จากพื้นผิวโลกขึ้นไปจนถึงระดับสูงสุดของชั้นมีโซสเฟียร์ จัดได้ว่าเป็นระดับที่อากาศรวมเป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นเราอาจจะรวมเรียกบรรยากาศชั้นโทรโพสเฟียร์ สตราโทสเฟียร์และมีโซสเฟียร์ ว่า "โฮโมสเฟียร์ (Homosphere)"
ชั้นเทอร์โมสเฟียร์ (Thermosphere) เป็นส่วนของบรรยากาศที่อยู่สูงจากพื้นดินในช่วง 80-500 กิโลเมตร อุณหภูมิในชั้นนี้จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว (เนื่องจากอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์) จนถึงระดับประมาณ 100 กิโลเมตร จากนั้นอุณหภูมิจะค่อยๆ ลดลง มีอากาศเบาบางมากและมีแก๊สต่างๆ ซึ่งอยู่ในลักษณะที่เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เรียกว่า "ไอออน" สามารถสะท้อนคลื่นวิทยุบางชนิดได้ เราอาจเรียกบรรยากาศชั้นนี้ว่า "ไอโอโนสเฟียร์ (Ionosphere)" รวมถึงการเกิดแสงเหนือแสงใต้หรือ "ออโรร่า"
ชั้นเอกโซสเฟียร์ (Exosphere) เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่สูงจากผิวโลกตั้งแต่ 500 กิโลเมตรขึ้นไป บรรยากาศชั้นนี้เจือจางมากจนไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของบรรยากาศ องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งไม่มีรอยต่อที่ชัดเจนระหว่างบรรยากาศชั้นนี้กับอวกาศ ถึงแม้อุณหภูมิจะสูงกว่า 700 องศาเซลเซียส แต่เนื่องจากมีอากาศเบาบางมากจึงแทบไม่มีผลต่อยานอวกาศ
