按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成 对流层、平流层、中间层、热层和散逸层 。按大气各组成成分的混和状况，可把大气分为均匀层和非均匀层。按大气电离状况，可分为电离层和非电离层。按大气的光化反应，可分为臭氧层。按大气运动受地磁场控制情况，可分有磁层。
大气分层
对流层
对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。就纬度而言，低纬度平均为17～18公里；中纬度平均为10～12公里；高纬度仅8～9公里。就季节而言，对流层上界的高度，夏季大于冬季，例如南京夏季对流层厚度可达17公里，冬季只有11公里。
平流层
自对流层顶向上55公里高度，为平流层。本层气流运动相当平稳，并以水平运动为主，平流层即由此而得名。现代民用航空飞机可在平流层内飞行。
中间层
从平流层顶到85公里高度为中间层。
暖层
从中间层顶到800公里高度为暖层。这一层大气密度很小，在700公里厚的气层中，只含有大气总质量的0.5%。
外层
暖层顶以上，称外层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。这一层，空气极其稀薄，大气质点碰撞机会很小。气温也随高度增加而升高。
对流层区分
对流层下层的大气会与地表产生摩擦，但上层的空气却没有受这种摩擦力的影响。所以在对流层内的天气现象有所不同。基于这种现象的差别，对流层会再被分开三层：
（1）接地层：海平面0~100米，受到与地面的摩擦比较大，所以其大气的运动及湍流甚为不规则且较为活跃。
（2）艾克曼层：100米~1千米，受到科里奥利力、气压倾度力和与地面的摩擦力这三种力合成而运动。
（3）自由大气： 1千米~对流层顶，不受地面的摩擦力所影响，大气处于一个自由运动的状态之中。