Газова оболонка, що оточує Землю й обертається разом з нею під дією сили ваги.
Структура атмосфери характеризується вертикальним розподілом густини повітря, водяної пари, аерозолів та інших частин атмосфери Землі, а також її тиском і температурою. Основні гази, які формують атмосферу: азот -78.9%, кисень – 20.95% і аргон – 0.93% її об’єму; у невеликих кількостях містяться вуглекислий газ, озон, водень, неон, гелій, криптон і ксенон. В нижніх шарах до 20 км у атмосфері Землі є водяна пара (від 3% в екваторіальних районах до 2×10-5% в Антарктиді), кількість якої з висотою швидко зменшується. Також в атмосфері є аерозолі – найдрібніші завислі тверді та рідкі частинки.
Маса атмосфери Землі становить близько 5.15×1015 т. Основна маса атмосфери (95%) міститься на висоті до 30 км. Тому всі основні перетворення світлового потоку – ослаблення, розсіювання, зміна яскравості, викривлення променів, відбуваються у цьому шарі.
За міжнародною угодою прийнята стандартна атмосфера Землі, для якої на рівні моря: температура є стала і становить 15°С, на висотах понад 11 км температура становить -56°С; тиск 760 мм рт. ст.; густина 0.124966 кГ×с2×м-4; нормальне прискорення сили ваги 9.80665 м×с-2; відносна вологість 0%; температурний градієнт до висоти 10 км -6.5°С на 1 км висоти.
Атмосферу Землі поділяють на тропосферу, перехідний шар – тропопаузу, стратосферу, мезосферу, термосферу (мезосферу і термосферу також називають йоносферою), екзосферу (сфера розсіювання).
Основні елементи, які характеризують стан атмосфери: температура і вологість повітря, атмосферний тиск.