Атмосфера нагревается главным образом за счёт энергии, поглощённой подстилающей поверхностью. Поэтому, как мы уже знаем, температура воздуха понижается с высотой. В тропосфере она убывает в среднем на 6,5 °С при увеличении высоты на 1 км. На границе между тропосферой и стратосферой температура изменяется от –83 до –53 °С.
В нижней части стратосферы уменьшение температуры с высотой прекращается, и она остаётся приблизительно постоянной, а выше 25 км температура начинает возрастать, достигая максимального значения около 0 °С на границе стратосферы и мезосферы (около 55 км).